FR2801523A1

FR2801523A1 - Procede de coulee continue des metaux du type utilisant des champs electromagnetiques, et lingotiere et installation de coulee pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2801523A1
Application number: FR9914816A
Authority: FR
Inventors: Jacqueline Etay; Marcel Garnier; Yves Delannoy; Jean Marie Galpin; Jean Yves Lamant; Pascal Gardin
Original assignee: USINOR SA
Current assignee: USINOR SA
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-01
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: CN1198695C; KR100536174B1; AU1867601A; JP2003514669A; BR0015748A; DE60003945D1; JP2007000936A; JP3904226B2; RU2247003C2; KR20020063897A; CN1399584A; AU778670B2; CA2391235A1; US6619377B1; AU778670C; WO2001038022A1; DE60003945T2; CA2391235C; EP1239981A1; RU2002116779A

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de coulée continue de produits métalliques dans une lingotière sans fond à parois refroidies, selon lequel on soumet le ménisque du métal liquide présent dans la lingotière à l'action d'un champ électromagnétique alternatif tendant à imposer à la surface dudit métal liquide un forme en dôme, caractérisé en ce qu'on soumet également au moins la zone supérieure du métal liquide présent dans la lingotière à au moins un champ magnétique continu.L'invention a également pour objets une lingotière (1) sans fond à parois (2, 3, 4, 5) refroidies pour la coulée continue des métaux, dans laquelle le métal (7) est introduit à l'état liquide, du type comportant des moyens tels qu'une bobine (17) entourant la lingotière (1) au niveau du ménisque du métal liquide qui y est présent, alimentée en courant alternatif, pouvant imposer à la surface (12) du métal liquide (7) une forme en dôme, caractérisée en ce qu'elle comporte également des moyens pour imposer audit métal liquide (7), au moins dans la région du ménisque, un ou plusieurs champs magnétiques continus permettant de stabiliser la surface (12) du métal liquide (1), et une installation de coulée continue des métaux équipée d'une telle lingotière.

Description

PROCEDE COULEE CONTINUE DES METAUX DU TYPEUTILISANT DES CHAMPS ELETROMAGNETIQUES, ET LINGOTIERF, ET INSTALLATION DE COULEE POURSA MISE EN #UVRE L'invention concerne la coulée continue des métaux, Plus précisement, elle concerne les dispositifs électromagnétiques implantés dans les lingotières de coulée continue agissant sur le métal liquide présent dans lesdites lingotières.

L'utilisation de champs électromagnétiques pour influer sur les mouvements de l'acier liquide les lingotières de coulée continue de tous formats est aujourd'hui classique. L'imposition de champs électromagnétiques tournants (cas de la coulée de blooms et de billettes de section carrée ou légèrement rectangulaire) ou glissants (cas de la coulée de brames section rectangulaire dont la largeur est très supérieureà l'épaisseur) a pour principaux objectifs d'homogénéiser les structures de solidification sur l'ensemble de la section du produit, et d'améliorer l'état de surface du produit, ainsi que sa propreté inclusionnaire notamment au voisinage de sa surface. En coulée continue de brames, il est également connu d'imposer des champs électromagnétiques statiques dans la lingotière pour obtenir une stabilisation du niveau du ménisque (la zone où a lieu le premier contact entre l'acier liquide et les parois refroidies de la lingotière) et de la surfacedu métal liquide. Cette stabilisation permet d'augmenter la vitesse de coulée des produits, donc la productivité de machine de coulée continue. Les dispositifs électromagnétiques permettant d'obtenir cet effet sont connus sous le nom de freins électromagnétiques .

Les utilisations connues des champs électromagnétiques dans les lingotières de coulée continue ont, pour l'instant, pas suffià résoudre d'une manière complètement satisfaisante tous les problèmes de qualité des produits coulés. Parmi ces problèmes persistants on peut citer: - l'amélioration de la qualité de surface des produits bruts de coulée, qui passe par la réduction du nombre de criques superficielles et de la profondeur des rides d'oscillation; - l'amélioration de la propreté inclusionnaire sous-cutanée du produit coulé, qui passe par une réduction de la taille des cornes de solidification, celles-ci étant des sites potentiels de piegeage des inclusions et des bulles de gaz présentes dans le métal liquide dans la lingotière, et aussi par une suppression du captage des inclusions par le front de solidification, profitant de l'effet de lavage de ce front par le métal liquide entraîné par le brassage électromagnétique (les mécanismes relatifsà ces problèmes seront décrits en détail plus loin); - l'obtention d'une stabilité suffisante du niveau du ménisque pour garantir une excellente lubrification de l'interface lingotière-métal solide par le laitier de couverture qui s'y infiltreà l'état liquide, pour que cette excellente lubrification donne accèsà des vitesses de coulée significativement supérieures aux vitesses usuelles. La résolution satisfaisante de ces problèmes conduiraità une augmentation de la productivite de la machine de coulée et de l'ensemble de l'aciérie. En plus de l'augmentation de la vitesse de couléedéjà citée, elle diminuerait la fréquence des opérations d'écriquage (meulage de la surface du produit pour en supprimer les défauts) et augmenterait ainsi la proportion de produits ayant une qualité suffisante pour être expédiés directement au laminageà chaud. Or, aucune technique actuellement connue ne pennet d'atteindre simultanément de façon optimale tous les objectifs qualitatifs précités. De plus, les techniques connues pour permettre de satisfaire l'un de ces objectifs sont soit onéreuses, soit nécessitent une mise au point délicate car elles sont très sensibles aux autres conditions coulée. Parmi eux, outre les procédés précédemment cités mettant en #uvre des champs magnétiques, on peut citer les systèmes imprimantà la lingotière des oscillations -sinusoïdales, les lingotières gaufréesà rugosité de face chaude contrôlée, les laitiers de couvertureà composition optimisée, etc.

Le but de l'invention est de proposer un procédé et une installation de coulée continue des métaux permettant de satisfaire les objectifs de productivité et de qualité attendus par les utilisateurs de machines de coulée continue des métaux, notamment d'acier.

L'invention a pour objet un procédé de coulée continue de produits métalliques dans une lingotière sans fondà parois refroidies, selon lequel on soumet le ménisque du métal liquide present dans la lingotièreà l'action d'un champ électromagnétique alternatif tendantà imposerà la surface dudit métal liquide une forme en dôme, caractérisé en ce qu'on soumet également au moins la zone supérieure du métal liquide présent dans la lingotière a au moins un champ magnétique continu.

L'invention a également pour objet une lingotière sans fondà parois refroidies pour la coulée continue des métaux, dans laquelle le métal est introduità l'état liquide, du type comportant des moyens tels qu'une bobine entourant la lingotière au niveau du ménisque du métal liquide quiy est présent, alimentée en courant alternatif, pouvant imposerà la surface du métal liquide une forme en dôme, caractérisée en ce qu'elle comporte egalement des moyens pour imposer audit métal liquide, au moins dans la région du ménisque, un ou plusieurs champs magnétiques continus permettant de stabiliser la surface du métal liquide.

L'invention a enfin pour objet une installation de coulée continue métaux comportant une telle lingotière.

Comme on l'aura compris, l'invention consisteà créer dans le métal liquide présentà l'intérieur de la lingotière de coulée continue au moins deux champs électromagnétiques agissant simultanément sur ledit métal au voisinage du ménisque. L'un de ces champs est un champ alternatif, l'autre est un champ continu. Ils sont produitsà l'aide d'inducteurs implantés au voisinage de la lingotière.

L'invention sera mieux compriseà la lecture de la description qui suit donnée en référence aux figures annexées: - la figure1 qui montre schématiquement, vue en coupe longitudinale, lingotière de coulée continue de brames d'acier selon l'art antérieur; - la figure 2 qui montre schématiquement en perspective une lingotière de coulée continue de brames d'acier selon l'invention; - la figure3 qui montre schématiquement cette même lingotière selon l'invention vue en coupe longitudinale, - la figure 4 qui montre schématiquement en perspective une première variante la lingotière précédente; - la figure5 qui montre schématiquement en perspective une deuxième variante de lingotière précédente; - la figure6 qui montre une configuration de la lingotière la rendant très perméable champs électromagnétiques.

L'exemple de mise en #uvre de l'invention qui va être plus précisément décrit et représenté est appliquéà la coulée continue de brames d'acier. On précisera également comment il peut être étenduà la coulée continue de produits métallurgiques d'autres formats et d'autres matériaux.

La lingotière1 de coulée continue de brames selon l'art antérieur schématisée sur figure1 comporte quatre parois, généralement en cuivre ou alliage de cuivre intérieurement refroidies,à savoir deux grandes parois 2,3, dont une seule 2 est visible figure1, et deux petites parois 4,5. Par souci de simplification, les moyens de refroidissement interne des parois 2,3, 4,5 de la lingotière1 (généralement un chemisage définissant des canaux verticauxà l'intérieur desquels on fait circuler de l'eau) n'ont eté représentés. La lingotière1 oscille verticalement comme indiqué par la flèche6. Elle est alimentée en acier liquide7 par une busette 8 en matériau réfractaire connectéeà répartiteur non représenté constituant une réserve d'acier liquide7. L'acier liquide7 introduit dans la lingotière1 se solidifie contre les parois 2,3, 4,5 pour former une peau solidifiée9 d'épaisseur croissante au fur età mesure que la brame10 en cours de solidification est extraite de la lingotière1, dans la direction de la flèche11, par des moyens connus non représentés. La surface 12 de l'acier liquide7 est recouverte par un laitier de couvertureà base essentiellement d'oxydes métalliques, dont les fonctions sont multiples. En premier lieu, il arrête le rayonnement émis par la surface 12 de l'acier liquide 7, et atténue ainsi son refroidissement. Surtout, il assure la lubrification de l'interface entre la peau solidifiée9 et les parois 2,3, 4,5 de la lingotière1, par le mécanisme suivant. laitier de couverture est déposé sur la surface 12 de l'acier liquide7 sous forme pulvérulente.Il y forme une couche supérieure13 qui demeureà l'état solide, alors que couche inférieure 14 qui est au contact de l'acier liquide7 està l'état liquide, ce qui lui permet de s'infiltrer entre la peau solidifiée9 et les parois 2,3, 4,5 de la lingotière 1. C'est là qu'elle joue son rôle de lubrifiant. On note, cependant, la présence d'un cordon de laitier 15, c'està dire d'une bande de laitier de couverture qui s'est solidifiée au contact des parois 2,3, 4,5. Ce cordon de laitier15 parcourt tout le périmètre de la lingotière et présente une épaisseur maximale significative,de l'ordre de10 à 20 mm.

L'oscillation de la lingotière1 et la présence du cordon de laitier15 provoquent l'apparition de défauts superficiels sur la brame10 lors de sa solidification. La peau solidifiée9 vient percuter le cordon de laitier15 lors des phases de remontée de la lingotière1, et il se forme ce qu'on appelle une corne de solidification16, à savoir une incurvation de l'extrémité supérieure de la peau solidifiée9 en direction de l'intérieur de la lingotière1. Cette corne de solidification16 est un site privilégié pour la formation de ségrégations et de criques superficielles qui dégradent la qualité du produit final ainsi que le piégeage d'inclusions non-métalliques et de bulles de gaz qui remontent des régions inférieures de l'acier liquide7. De plus, la présence du cordon de laitier15 dans la zone où s'amorce la solidification de la peau9 rend le début de cette solidification insuffisamment franche, d'où un risque de déchirures de la peau9 sous l'effet de l'oscillation de la lingotière1, d'autant plus que le cordon de laitier15 n'a que faibles capacités lubrifiantes. La présence de rides d'oscillation (dépressions transversales périodiques apparaissant en surface du produit coulé) est liéeà ce phénomène.

Un remède con-nu à ces problèmes (voir le document Improvement surface quality of steel by electromagnetic mold de H. NAKATA, M. KOKITA, M. MORISITA, K. AYATA, Proceedings of the International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials, 1994, Nagoya) pourrait consister en l'imposition champ électromagnétique alternatifà fréquence comprise entre100 et100 Hz, préférentiellement de 200à 20000 Hz, au moyen d'une bobine multispires entourant la lingotière 1 sur tout son périmètre au niveau du ménisque. Le dispositif selon l'invention, tel que représenté schématiquement sur les figures 2 et3 (sur lesquelles les éléments communs avec l'installation de la figure1 selon l'art antérieur sont désignés par mêmes références), comporte une telle bobine17, connectéeà un générateur de courant alternatif (non représenté) fonctionnantà une fréquence appartenantà la gamme précédemment citée. Le champ électromagnétique de la bobine17 génère des courants induits l'acier liquide7, notamment au niveau du ménisque, et les interactions entre champ et courants génèrent des forces électromagnétiques dont la composante irrotationnelle est orientée selon les flèches18. La composante rotationnelle de ces mêmes forces électromagnétiques provoque dans sa zone d'action une agitation de l'acier liquide7. Plus la fréquence du champ électromagnétique est élevée toutes choses étant égales par ailleurs, plus la pénétration du champà l'intérieur de l'acier liquide7 est faible, donc plus les forces électromagnétiques (dont l'intensité ne dépend pas de la fréquence du courant) se concentrent dans un volume restreint. Ainsi, dans la gamme de fréquences précitée, on obtient des forces volumiques dont la composante irrotationnelle est d'une intensité suffisante pour obtenir, comme représenté, une répulsion de l'acier liquide7 qui cesse d'être en contact avec le cordon de laitier15. On obtient ainsi une surface 12 en forme de dôme pour l'acier liquide7 dans la lingotière 1. D'autre part, les courants induits créent de l'effet Joule dans l'acier liquide7, ce qui contribue encoreà augmenter sa température par rapportà ce se passe en l'absence du champ électromagnétique alternatif Pour toutes ces raisons, comme représenté sur la figure3, on parvientà réduire, voireà supprimer les cornes de solidification16, et aussià réduire l'épaisseur du cordon de laitier15 puisque la température son environnement est plus élevée. Une autre conséquence en est que le laitier de couvertureà l'état liquide 14 a de bien meilleures possibilités de s'infiltrer entre la peau solidifiée9 et les parois 2,3, 4,5 de la lingotière, ce qui améliore la lubrification et autorise donc vitesses de coulée plus élevées que dans la pratique conventionnelle. Le niveau où débute la solidification de l'acier liquide7 est aussi mieux contrôlé, ce qui contribueà améliorer l'état de surface de la brame10. Enfin, on atténue l'effet des variations de pression induites dans le laitier de couverture liquide 14 par les oscillations de la lingotière1 sur la partie supérieure de la peau solidifiée7, ce qui se traduit par une disparition des rides de solidification sur la surface de la brame10.

Les caractéristiques de la bobine17 (sa géométrie, son nombre de spires, sa hauteur totale, sa position par rapport au ménisque) et l'intensité du courant quiy circule sont choisies de manièreà générer un champ électromagnétique d'une intensité de500 à 3000 Gauss au voisinage des parois de la lingotière dans la zone du ménisque.

Cependant, l'imposition d'un champ électromagnétique alternatif telle qu'on vient de la décrire a aussi des insuffisances et des inconvénients. Ce champ alternatif de par ses effets de répulsion et de brassage du métal dans la zone du ménisque, génère des perturbations de la surface du ménisque dont le spectre de fréquences peut être très étendu (de0,05 à plusieurs Hz). L'agitation locale de l'acier liquide par la composante rotationnelle du champ électromagnétique alternatif peut aussiy contribuer. Dans ce cas, il se produit des entraînements de laitier de couverture au sein de l'acier liquide7 qui détériorent la propreté inclusionnaire de la brame10. Les conditions de coulabilité de la brame10 sont également détériorées, puisque la lubrification s'effectue manière irrégulière.

Pour remédierà ces problèmes, selon l'invention, on superpose champ électromagnetique alternatif un champ magnétique continu orienté transversalementà la direction de coulée de la brame10, allant d'une grande paroi 2 de la lingotièreà l'autre grande paroi et appliqué lui aussi au niveau du ménisque. Ce champ magnétique continu a pour effet stabiliser la surface 12 de l'acier liquide7 présent dans la lingotière 1, et en particulier le ménisque, par amortissement de ses vibrations. D'autre part, il ralentit la circulation métal liquide dans la zone du ménisque, que cette circulation soit due aux forces électromagnétiques générées par le champ alternatif ou par les courants de métal liquide7 sortant de la busette 8.

Comme représenté sur les figures 2 et3, ce champ magnétique continu peut être créé par un électroaimant alimenté en courant continu par un générateur (non représenté).Il est constitué par deux bobines19, 20 d'axe horizontal disposées de part et d'autre de la lingotière, et entourant chacune une pièce polaire 21, 22 constituée, par exemple, d'un matériau ferromagnétique doux ou de feuilles d'alliage fer-silicium. Les faces pièces polaires 21, 22 qui sont situées en regard des grandes parois 2,3 de la lingotière 1 et sont placées le plus près possible de celles-ci. La face arrière des pièces polaires 21, 22 est solidaire d'un circuit magnétique formant une culasse23 qui entoure la lingotière. (sur la figure 2, la partie de la culasse23 entourant la paroi 4 de la lingotière1, la plus proche de l'observateur, a été sectionnée, de manièreà rendre visible la bobine17). Cette conception permet de diminuer les pertes de champ magnétique en les canalisant et en les concentrant au niveau des pieces polaires 21, 22, où le champ électromagnétique continu, de direction principalement horizontale, traverse la lingotière1 etle métal liquide7. L'intensité du champ magnétique au centre de la lingotière doit être comprise entre 0,2 et1 sur une hauteur de l'ordre de100 à 200 mm dans la zone du ménisque.

Le champ magnétique continu ainsi créé interagit avec le champ de vitesse dans l'acier liquide7. Des courants induits apparaissent dans le métal liquide7, déterminés par le produit vectoriel de la vitesse et du champ magnétique.A leur tour, ces courants induits interagissent avec le champ magnétique pour donner naissanceà force électromagnétique (force de Laplace), qui ici est une force de freinage des écoulements de l'acier liquide7. Elle réduit la vitesse de l'acier liquide7 à l'origine du courant induit. De cette façon, on atténue fortement les mouvements de l'acier liquide7 au voisinage du ménisque généres par le champ électromagnétique alternatif utilisé pour donner sa forme en dômeà la surface 12 de l'acier liquide7 et stabiliser le niveau du ménisque. En effet, les tourbillons d'axes horizontaux dus au brassage électromagnétique, et localisés près des parois 2,3, 4,5 de la lingotière1 dans la partie convexe du ménisque, présentent des composantes de vitesse perpendiculaires au champ magnétique continu, qui permet de les freiner efficacement. De plus, comme représenté sur la figure3, les busettes 8 habituellement utilisées en coulée continue de brames d'acier ont des ouïes 24, 24' par lesquelles l'acier liquide7 pénètre dans la lingotière1, qui sont orientées en direction des petites parois 4,5 de la lingotière 1. A sa pénétration dans la lingotière1, l'acier liquide7 a donc la principale composante de sa vitesse perpendiculaire au champ magnétique continu. On obtient donc également un effet de freinage de cette composante. Pour cette raison, l'acier liquide7, après sa sortie de la busette 8, descend moins profondément dans le puits liquide. On obtient donc une meilleure homogénéité de la structure de solidification de la brame10, et aussi une meilleure propreté inclusionnaire, puisque les inclusions non- métalliques sont entraînéesà une profondeur plus faible qu'en l'absence de champ électromagnétique continu et ont donc plus de facilités pour décanter et être piégées par le laitier de couverture13. L'effet de lavage du frontde solidification par les courants de métal liquide7 est également renforcé. L'absence de cornes de solidification est aussi favorableà une bonne propreté inclusionnaire sous-cutanée, Quant aux mouvements associés aux déformations de l'interface acier liquide 7-laitier de couverture 12,13 tels que les ondes stationnaires ou progressives qui affectent la stabilité du ménisque, ils sont eux aussi considérablement réduits.

La culasse23 et les pôles 21, 22 sont,de préférence, formés par un assemblage de feuilles métalliques orientées verticalement et séparées par des feuilles de matériau isolant, de manière comparableà ce qui se fait pour constituer les noyaux de transformateurs electriques. Si les pôles 21, 22 et la culasse23 sont massifs, le champ électromagnétique alternatify génère des courants induits qui les chauffent par effet Joule peuvent rendre nécessaire leur refroidissement. De plus, ces courants induits peuvent perturber le fonctionnement du générateur de courant continu alimentant les bobines19, 20. Il peut cependant être suffisant de limiter cette construction feuilletée aux poles 21, 22 et de conserver une culasse23 en matériau massif Les feuilles métalliques peuvent être, par exemple, en alliage fer-silicium.

La distribution spatiale du champ magnétique dépend de la géométrie des pièces polaires 21, 22 et du mode de connexion électrique des bobines19 20. La figure 4 représente une variante de l'invention, dans laquelle on crée des gradients d'intensité du champ magnétique continu au niveau du ménisque. Une telle configuration peut parfois etre avantageuse pour éliminer certaines ondes progressivesà la surface 12 de l'acier liquide7. Pour obtenir de tels gradients, on peut, comme représenté, conférer une forme crénelée aux pièces polaires 21, 22 entourées par les bobines19, 20. Ainsi, la pièce polaire 1 présente deux pôles nord saillants25, 26 et la pièce polaire 22 présente deux pôles sud saillants27, 28 disposés face aux deux pôles nord25, 26. Comme les flèches29, 30 le symbolisent, c'est entre ces pôles saillants25, 27 et26, 28 que le champ magnétique continu a l'intensité la plus élevée. L'emplacement et la géométrie des pôles saillants 25, 26, 27, 28 sont déterminées par la nature des perturbations hydrodynamiquesà éliminer, qui dépendent elles-mêmes de la géométrie du produit coulé10 des conditions d'alimentation en métal liquide7 de la lingotière1.

En coulée continue de brames, la distance entre les grandes parois 2,3 de la lingotière est le plus souvent de l'ordre de 200 mm, voire moins sur les installations de coulée de brames minces. Il est donc possible de créer sans difficultés particulières un champ magnétique dont les effets se font sentir d'une grande paroi 2,3 à l'autre, et qui agit également au voisinage des petites parois 4,5 si, comme représenté, les pleces polaires 21, 22 s'étendent sur toute la largeur de la lingotière1. En revanche, créer un champ magnétique qui traverserait la lirigotière 1 d'une petite paroi 4,5 à l'autre serait plus difficile et généralement inefficace, car ces petites parois 4,5 sont distantes de1 ni ou davantage, donc très éloignées l'une de l'autre. Mais dans le cas de la coulée de produits de section carrée ou faiblement rectangulaire (blooms ou billettes), surtout s'ils sont de grandes dimension(300 à 400 mm de côté par exemple), il peut être souhaitable de créer deux champs magnétiques continus horizontaux, perpendiculaires chacunà deux côtés opposes de la lingotière, au moyen d'électro-aimants semblables, par exemple,à ceux qui viennent d'être décrits. Ces deux champs n'interagissent pas l'un l'autre, car chacun agit une composante de la vitesse de l'acier liquide7 d'orientation différente.

Une autre configuration possible dans le cadre de l'invention représentée sur la figure5, consisteà créer des champs magnétiques continus verticaux ascendants symétriques l'un de l'autre par rapport au plan vertical médian de la lingotière1, à l'aide d'électroaimants dont les pièces polaires31, 32 sont placées chacune derrière l'une des faces de la lingotière 1, et dont les pôles33, 34,35, 36 sont disposés couples. Dans la configuration représentée sur la figure5 (installation de coulée de brames comparableà celles des figures1 à 4), ces électroaimants31, 32 ont leurs pôles nord respectifs33, 34 disposés horizontalement faceà la partie inférieure de la lingotière, et leurs pôles sud respectifs35, 36 disposés horizontalement faceà la partie supérieure de la lingotière 1, au dessus du ménisque. Ces pôles33, 35 et 34,36 sont reliés par des culasses37, 38 entourées par des bobines39, 40. On crée ainsi des champs magnétiques ascendants selon les flèches 41, 42, qui traversent l'acier liquide7 jusqu'au ménisque. Ils exercent une action de freinage de l'acier liquide7 et d'amortissement des oscillations du menisque comparablesà ce qui se passe dans les configurations précédemment décrites. Pour des raisons de symétrie des actions exercées sur l'acier liquide7, à un électroaimant disposé derrière une face de la lingotière1 doit correspondre un autre électroaimant disposé derrière la face opposee de la lingotière1. Là encore, pour la coulée de produits de section carrée ou faiblement rectangulaire, il est envisageable de disposerde tels électroaimants derrière chaque face de la lingotière. Ces électroaimants31, 32 générant des champs magnétiques verticaux peuvent se substituer ou même s'ajouterà un ou des électroaimants générant des champs magnétiques horizontaux traversant l'acier liquide7 dans lingotière1. Dans le cas' ces deux types d'électroaimants sont utilisés conjointement, il n'y a pas non plus d'interaction entre les champs magnétiques qu'ils génèrent, et leurs effets s'additionnent simplement.

De la même façon que dans l'exemple de la figure 4, on peut conférer aux pôles33, 34,35, 36 une forme crénelée, permettant d'obtenir des gradients intensité du champ magnétique continu.

De manière connue, afin de rendre la lingotière 1 transparente au champ électromagnétique alternatif, comme représenté sur la figure on peut diviser verticalement ses faces, sur au moins la partie de sa hauteur soumise audit champ, en une pluralité de secteurs 43 séparés par un matériau isolant 44.

Comme on l'a dit, la fréquence du courant alternatif alimentant la bobine17 pour créer le champ électromagnétique alternatif est normalement comprise entre100 et100 000 Hz. Dans la gamme des basses fréquences(100 à 2000 Hz, il est possible d'utiliser des courants alternatifs dits pulsés , c'està dire dont l'intensité maximale varie périodiquement entre une phaseà une valeur maximale et une autreà valeur minimale qui peut atteindre zero. Les phases dans lesquelles l'intensité maximale des courants une valeur minimale permettent d'amortir les perturbationsà très basse fréquence affectant la stabilité de la surface 12 de l'acier liquide7. De manière générale, les cycles de courant pulsé se succèdentà une fréquence (dite fréquence de pulse ) de1 à Hz, préférentiellement5à 10 Hz.

L'effet d'amortissement des perturbations de niveau du ménisque par le champ magnétique continu est attribuéà la combinaison de deux actions: - une action de freinage sur les écoulements de brassage générés par la partie rotationnelle forces électromagnétiques dues au champ alternatif, - une action directe de freinage sur la vitesse de pulsation des ondes de surface sur le ménisque.

Les données numériques qui ont été indiquées sont valables pour l'application de l'inventionà la coulée continue de l'acier; mais l'invention est applicableà la coulée continue d'autres métaux que l'acier, lorsque cette coulée est effectuée sur des installations similairesà celles qui ont été décrites.

Claims

REVENDICATIONS 1) Procédé de coulée continue de produits métalliques dans une lingotière sans fondà parois refroidies, selon lequel on soumet le ménisque du métal liquide présent dans la lingotière à l'action d'un champ électromagnétique alternatif tendantà imposerà la surface dudit métal liquide un forme en dôme, caractérisé en qu'on soumet également au moins la zone supérieure du métal liquide présent dans la lingotièreà au moins un champ magnétique continu. 2) Procédé selon la revendication1, caractérise en ce que ledit champ magnétique continu est dirigé horizontalement. 3) Procédé selon la revendication1, caractérisé ce qu'on soumet la zone supérieure du métal liquide présent dans la lingotièreà au moins deux champs magnétiques continus dirigés verticalement, symétriques par rapport au vertical médian de la lingotière. 4) Procédé selon la revendication1, caractérisé en qu'on soumet au moins la zone supérieure du métal liquide présent dans la lingotièreà au moins un champ magnétique continu dirigé horizontalement età au moins deux champs magnétiques continus dirigés verticalement, symétriques par rapport au plan vertical médian de la lingotière. 5) Procédé selon l'une des revendications1 à 4, caractérisé en ce que le ou lesdits champs magnétiques présentent des gradients d'intensité. 6) Procédé selon l'une des revendications1à 5, caractérisé en ce que ledit champ électromagnétique alternatif est généré par un courant alternatif pulsé, avec une fréquence de pulse comprise entre1 et15 Hz, préférentiellement entre5 et10 Hz. 7) Lingotière(1) sans fondà parois (2,3, 4,5) refroidies pour la coulée continue des métaux, dans laquelle le métal(7) est introduità l'état liquide, du type comportant des moyens tels qu'une bobine(l 7) entourant la lingotière(1) au niveau du ménisque du métal liquide quiy est présent, alimentée en courant alternatif, pouvant imposerà la surface (12) du métal liquide(7) une forme en dôme, caractérisée en ce qu'elle comporte également des moyens pour imposer audit métal liquide(7), au moins dans la région du ménisque, un ou plusieurs champs magnétiques continus permettant de stabiliser la surface (12)du métal liquide(1). 8) Lingotière (1) selon la revendication7, caractérisée en ce que lesdits moyens pour imposer audit métal liquide(7), au moins dans la région ménisque, un ou plusieurs champs magnétiques continus permettant de stabiliser la surface (12) du métal liquide(7) sont constitués par au moins un électroaimant alimenté en courant continu, constitué par deux bobines(19, 20) d'axe horizontal disposées de part et autre de la lingotière (1) et entourant chacune une pièce polaire (21, 22,31, 32), lesdites pièces polaires (21, 22,31, 32) étant solidaires d'un circuit magnétique formant une culasse(23, 37, 38). 9) Lingotiere (1) selon la revendication8, caractérisée en que lesdites pièces polaires (21, 22,31 32) ont une forme crénelée créant des gradients d'intensité du ou des champs magnétiques. 10) Lingotière(1) selon la revendication8 ou9, caractérisée en ce que lesdites pièces polaires (21, 22) sont disposées au niveau du ménisque, et en ce que ladite culasse (23) entoure la lingotière(1). 11) Lingotière(1) selon la revendication8 ou9, caractérisée en ce que les pôles (33, 34,35, 36) desdites pièces polaires(31, 32) sont disposés par couples, l'un des pôles de chaque couple étant placé au dessus du niveau du ménisque et l'autre étant placéà un niveau inférieur de la lingotière (1). 12) Lingotière(1) selon l'une des revendications7 à 11, caractérisée en ce qu'elle est divisée, au moins dans sa partie supérieure, en plusieurs secteurs verticaux (43) séparés par un matériau isolant (44). 13) Installation de coulée continue des métaux dans une lingotière sans fondà parois refroidies(1), caractérisée en ce que ladite lingotière (1) est type selon l'une des revendications7 à 12.