LU80693A1 - PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SEMI-CALM STEEL - Google Patents
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Description
» Λ A 548»Λ A 548
BREVET D'INVENTIONPATENT
Déposant: ARBED S.A.Applicant: ARBED S.A.
Avenue de la Liberté LUXEMBOURGAvenue de la Liberté LUXEMBOURG
Procédé de fabrication d'acier semi-calmé , »Process for manufacturing semi-calm steel, "
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un acier accusant les propriétés favorables de 1' acier semi-calmé.The present invention relates to a method of manufacturing a steel showing the favorable properties of one semi-quenched steel.
»"
Il est connu que les têtes de lingots d'aciers calmés présentent une retassure plus ou moins prononcée qui conduit au chutage des têtes. L'envergure de cette retassure et du chutage qui en résulte ne se laisse réduire que par des moyens coûteux/ tels que le masselottage et/ou le réchauffage.It is known that the heads of calmed steel ingots exhibit a more or less pronounced shrinkage which leads to the heads falling. The extent of this shrinkage and of the resulting fall can only be reduced by costly means / such as weighting and / or reheating.
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Les aciers semi-calmes par contre, dégagent au cours de leur solidification en lingotière des quantités de gaz qui varient suivant le degré du calmage et la composition chimique de l'acier. Ces gaz compensent l'espace qui serait dû à une retassure à la tête du lingot, grâce à la formation d'une multitude de creux ou soufflures.Semi-calm steels, on the other hand, release during their solidification in the ingot mold quantities of gas which vary according to the degree of calming and the chemical composition of the steel. These gases compensate for the space which would be due to shrinkage at the head of the ingot, thanks to the formation of a multitude of hollows or blows.
En effet la pression ferrostatique qui règne à l'intérieur du lingot en voie de solidification refoule les.bulles de gaz vers la moitié supérieure de celui-ci. D'autre part, suivant le degré du calmage et de l'envergure du dégagement des gaz les soufflures formées se retrouvent plus ou moins près de la surface du lingot où elles peuvent conduire à des défauts sur les produits finis lors de la transformation ultérieure des lingots.In fact, the ferrostatic pressure which prevails inside the ingot in the process of solidification pushes the gas bubbles towards the upper half of it. On the other hand, depending on the degree of calming and the extent of the release of gases, the blasts formed are found more or less near the surface of the ingot where they can lead to defects on the finished products during the subsequent processing of the ingots.
Si un acier semi-calmé correct présente donc normalement une peau épaisse, d'excellente qualité, il se peut qu'on observe l'apparition de soufflures préjudiciables à la peau même du lingot.If a correct semi-calm steel therefore normally presents a thick skin, of excellent quality, it may be that the appearance of blisters which are harmful to the skin of the ingot itself.
On a essayé par conséquent d'ajuster les quantités de gaz dégagées au cours de la solidification en ajoutant à l'acier des calmants en quantités déterminées. Or, il s'est avéré impossible de diriger l'évolution des gaz de manière tout à fait reproductible, étant donné que les facteurs qui régissent la solidification sont nombreux et difficiles à contrôler.Attempts have therefore been made to adjust the quantities of gas released during solidification by adding sedatives to the steel in determined quantities. However, it has proved impossible to direct the evolution of the gases in a completely reproducible manner, given that the factors which govern solidification are numerous and difficult to control.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de fabrication d'un acier accusant les propriétés favorables de l'acier semi-calmé, notamment en ce qui concerne la composition des lingots coulés, tout en évitant les désavantages normalement inhérents à l'acier semi-calmé.The object of the invention is therefore to propose a method for manufacturing a steel showing the favorable properties of semi-quenched steel, in particular with regard to the composition of the cast ingots, while avoiding the disadvantages normally inherent in l semi-calm steel.
Ce but est atteint par le procédé suivant l'invention qui prévoit de couler en lingotière un acier totalement calmé - 3 - et de traiter ledit acier en faisant agir à 1'intérieur de la lingotière au cours ou après la coulée un gaz susceptible de créer à l'intérieur du corps du lingot une multitude de creux. Ce gaz est de préférence un gaz neutre ou un gaz réducteur insufflé dans la masse du métal non encore solidifié.This object is achieved by the process according to the invention which provides for pouring a completely quenched steel into the ingot mold and for treating said steel by acting inside the ingot mold during or after casting a gas capable of creating inside the ingot body a multitude of hollows. This gas is preferably a neutral gas or a reducing gas blown into the mass of the metal not yet solidified.
L'idée qui est à la base du procédé suivant l'invention consiste à mettre à profit d'abord le fait que l'acier totalement calmé se solidifie à la suite de la coulée sans qu'il y ait formation de gaz et par conséquent sans qu'il y 5 ait un dégagement de gaz qui se déroulerait de façon non-con trôlable ou difficile à contrôler et d'aboutir ensuite à une nuance semi-calmée par insufflation contrôlée de gaz. Cette insufflation de gaz dans de l'acier calmé ne saurait altérer la composition chimique de l'acier, puisque le gaz en question ne provoque pas d'oxydation, si bien que le risque d'une déviation de la nuance de l'acier que l'on s'est proposé de fabriquer, est écarté. Par ailleurs le gaz insufflé crée à 1'intérieur du corps du lingot en cours de solidification une multitude de mini-creux dont le volume suffit à compenser la retassure qui se serait formée par contraction à la tête d'un lingot coulé à partir d'un acier calmé sans ajoute de gaz.The idea which is at the basis of the process according to the invention consists in taking advantage first of all of the fact that the completely quenched steel solidifies following the casting without the formation of gas and consequently without there being a gas evolution which would take place in an uncontrollable manner or difficult to control and then to obtain a semi-calmed shade by controlled gas insufflation. This insufflation of gas into quenched steel cannot alter the chemical composition of the steel, since the gas in question does not cause oxidation, so that the risk of a deviation in the grade of the steel that we proposed to manufacture, is discarded. Furthermore, the blown gas creates inside the body of the ingot during solidification a multitude of mini-recesses whose volume is sufficient to compensate for the shrinkage which would have formed by contraction at the head of an ingot cast from a steel that has calmed down without adding gas.
Le résultat global est un lingot accusant une peau d'excellente qualité, ainsi qu'une situation intérieure uniforme présentant une multitude de mini-creux qui sont répartis de façon uniforme à travers le corps du lingot.The overall result is an ingot with excellent quality skin, as well as a uniform interior situation with a multitude of mini-hollows which are distributed uniformly throughout the body of the ingot.
Le procédé suivant l'invention permet donc d'obtenir un acier qui réunit les propriétés favorables de l'acier semi-calme avec celles de l'acier totalement calmé, tout en réduisant au minimum le chutage des têtes de lingots.The process according to the invention therefore makes it possible to obtain a steel which combines the favorable properties of semi-calm steel with those of totally quenched steel, while minimizing the falling of the ingot heads.
Selon une première technique il est prévu d'opérer l'insufflation par en haut à l'intérieur de la lingotière, à l'aide d'une lance immergée.According to a first technique, provision is made for insufflation from above inside the ingot mold, using a submerged lance.
« ' -4.- L1avantage de cette technique d'insufflation réside dans le fait qu'il est possible de changer la profondeur d'immersion de ladite lance au cours de l'insufflation, ce qui peut résulter en une optimisation du degré de répartition du gaz insufflé à travers le corps du lingot.“'-4.- The advantage of this insufflation technique lies in the fact that it is possible to change the immersion depth of said lance during insufflation, which can result in an optimization of the degree of distribution. gas blown through the body of the ingot.
Une deuxième technique prévoit d'insuffler le gaz par en bas à l'intérieur de la lingotière par exemple à travers . une pierre poreuse ou un tube logés dans l'embase de la lingo tière.A second technique provides for blowing the gas from below inside the mold, for example through. a porous stone or a tube housed in the base of the mold.
> L'avantage de cette technique réside dans le fait qu' elle est pratique et peu onéreuse. En plus il n'y a pas d'outils à manoeuvrer comme c'est le cas pour l'insufflation par en haut.> The advantage of this technique lies in the fact that it is practical and inexpensive. In addition there are no tools to operate as is the case for insufflation from above.
Suivant l'invention les gaz insufflés sont des gaz qui accusent dans l'acier liquide une meilleure solubilité à haute température qu'à basse température.According to the invention, the blown gases are gases which show better solubility in liquid steel at high temperature than at low temperature.
Les gaz qui entrent en ligne de compte pour être insufflés au cours de l'exécution du procédé suivant l'invention sont de préférence des gaz neutres, tel que l'azote ou bien des gaz réducteurs, tel que l'hydrogène ou bien encore des composés des deux, tels que NÔ3 ou N2H^. De même il n'est pas exclu de provoquer l'effet décrit en tout ou en partie par des gaz engendrés par la décomposition thermique de produits solides insufflés ou par des vapeurs de métaux.The gases which are taken into account to be blown in during the execution of the process according to the invention are preferably neutral gases, such as nitrogen or else reducing gases, such as hydrogen or even compounds of both, such as NO3 or N2H ^. Similarly, it is not excluded to cause the effect described in whole or in part by gases generated by the thermal decomposition of blown solid products or by metal vapors.
L'hydrogène possède la propriété d'être moins soluble dans l'acier à basse température qu'à température élevée et de conduire à la formation de bulles ou de creux non-oxydés lors de la solidification de l'acier. Ce gaz est donc particulièrement adapté à servir au cours de l'exécution du procédé suivant l'invention, du moins lors de la coulée de nuances d'acier non-sensibles à la formation de flocons.Hydrogen has the property of being less soluble in steel at low temperature than at high temperature and leading to the formation of bubbles or non-oxidized hollows during the solidification of the steel. This gas is therefore particularly suitable for serving during the execution of the process according to the invention, at least during the casting of steel grades which are not sensitive to the formation of flakes.
L'insufflation de gaz suivant l'invention est donc une addition à l'acier d'un ingrédient qui à températures plus basses - 5 - crée une multitude de creux à travers tout le lingot. Cette addition est une manoeuvre tout à fait différente d'un brassage, où l'on insuffle des gaz dans le seul but de provoquer à l'intérieur de 1'acier liquide une agitation ou des remous.The gas blowing according to the invention is therefore an addition to the steel of an ingredient which, at lower temperatures, creates a multitude of hollows throughout the ingot. This addition is an entirely different maneuver than stirring, in which gases are injected for the sole purpose of causing agitation or eddies inside the liquid steel.
Suivant 11 invention il est avantageux de fermer en fin de coulée la tête de la lingotière à l'aide de limailles de fer ou d'un couvercle en tôle fine.According to the invention, it is advantageous to close the head of the mold at the end of casting using iron filings or a thin sheet cover.
Ceci permet de renforcer l'effet de rétention des gaz solubles dans l'acier liquide à températures élevées.This makes it possible to reinforce the retention effect of gases soluble in liquid steel at high temperatures.
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Claims (9)
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LU80693A LU80693A1 (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SEMI-CALM STEEL |
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LU80693 | 1978-12-21 | ||
LU80693A LU80693A1 (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SEMI-CALM STEEL |
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Family Applications (1)
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