LU83476A1 - IMPROVEMENTS IN CONTINUOUS CASTING PROCESSES FOR METALS, AND LINGOTIERE FOR THE IMPLEMENTATION OF THESE PROCESSES - Google Patents
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i i -ΙΟ 2150/8107- CENTRE DE RECHERCHES METALLÜGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,i i -ΙΟ 2150 / 8107- METALLÜGIC RESEARCH CENTER -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).Non-profit association -Vereniging zonder winstoogmerk in BRUXELLES, (Belgium).
Perfectionnements aux procédés de coulée continue des métaux, et lingotière pour la mise en oeuvre de ces procédés.Improvements to continuous metal casting processes, and ingot mold for the implementation of these processes.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements concernant des procédés de coulée continue des métaux, et spécialement de coulée continue des aciers, principalement ceux qui présentent une teneur en carbone comprise entre 0,1 % et 0,2 %.The present invention relates to improvements concerning processes for the continuous casting of metals, and especially for the continuous casting of steels, mainly those having a carbon content of between 0.1% and 0.2%.
Au cours du processus d'extraction du lingot hors d'une lingo-tière de coulée continue, alimentée en métal (par exemple en acier) de façon continue à son orifice supérieur, les forces de frottement entre lingotière et lingot subissent des variations importantes dues notamment au mouvement oscillatoire ^^^imposé à la lingotière.During the process of extracting the ingot from a continuous casting ingot mold, supplied with metal (for example steel) continuously at its upper orifice, the friction forces between the ingot mold and the ingot undergo significant variations due notably to the oscillatory movement ^^^ imposed on the mold.
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On sait que pendant une phase du cycle d'oscillation de la lingotière, la vitesse de descente de celle-ci est supérieure à celle du lingot, et l'on a constaté que pendant cette phase, la partie supérieure du lingot, particulièrement mince à l'endroit où commence sa solidification, était sujette à une sollicitation de flexion vers l'intérieur de la lingotière, ce qui provoque son incurvation vers cet intérieur.It is known that during a phase of the ingot mold oscillation cycle, the speed of descent of the latter is greater than that of the ingot, and it has been found that during this phase, the upper part of the ingot, particularly thin at the place where its solidification begins, was subject to a bending stress towards the inside of the ingot mold, which causes its curving towards this inside.
Ce phénomène provoque, par contraction de l'acier, la formation d'une ride d'oscillation qui peut servir d'amorce à la fissuration de la peau du lingot à un niveau inférieur à celui où commence la solidification, car en cet endroit, la peau du brin d'acier est plus mince et est donc plus affectable par * les contraintes thermiques et mécaniques qui sollicitent le brin d'acier durant sa solidification,comme d'ailleurs pendant son refroidissement dans la machine de coulée continue.Le phénomène étant répétitif, la surface extérieure du lingot présente une suite de rides successives affectant la qualité de son. aspect.This phenomenon causes, by contraction of the steel, the formation of an oscillation wrinkle which can serve as a primer for the cracking of the skin of the ingot at a level lower than that where solidification begins, because in this place, the skin of the steel strand is thinner and is therefore more affected by * the thermal and mechanical stresses which stress the steel strand during its solidification, as moreover during its cooling in the continuous casting machine. repetitive, the outer surface of the ingot presents a series of successive wrinkles affecting the quality of sound. aspect.
Pour rendre au lingot un aspect satisfaisant, on est,lors du conditionnement, actuellement contraint de perdre par chalu-meautage ou meulage, une certaine quantité de métal, ce qui constitue un inconvénient important.To make the ingot look satisfactory, one is, during packaging, currently forced to lose by chalu-meautage or grinding, a certain amount of metal, which constitutes a significant drawback.
. La présente invention a pour objet un procédé grâce auquel on peut remédier à cet inconvénient.. The subject of the present invention is a method by which this drawback can be remedied.
Le procédé, objet de la présente invention, au cours duquel on coule du métal liquide dans une lingotière de coulée continue, est essentiellement caractérisé en ce que la paroi de la partie supérieure de la lingotière faisant face à la zone de métal où commence la solidification et où se forme la ride d'oscillation, est moins refroidie que la partie inférieure de ,1a dite lingotière.The process, object of the present invention, during which liquid metal is poured into a continuous casting mold, is essentially characterized in that the wall of the upper part of the mold faces the metal zone where solidification begins. and where the oscillation wrinkle is formed, is less cooled than the lower part of the so-called ingot mold.
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De cette façon, on réduit la tendance à la flexion vers l'intérieur de la partie de lingot où commence la solidification, et par voie de conséquence, la formation de la ride.In this way, the tendency to flex towards the inside of the ingot part where solidification begins, and consequently the formation of the wrinkle, is reduced.
Suivant une première modalité opérationnelle de ce procédé, on réalise ce refroidissement différentiel en constituant la dite face supérieure d'un insert de dimensions appropriées et dont la conductibilité thermique est inférieure à celle du cuivre.According to a first operational modality of this method, this differential cooling is carried out by constituting the said upper face of an insert of appropriate dimensions and whose thermal conductivity is lower than that of copper.
Cet insert réduit le transfert de chaleur dans la partie supérieure du lingot, au niveau de la formation des rides d'oscillation.This insert reduces heat transfer in the upper part of the ingot, at the level of the formation of oscillation wrinkles.
Suivant une variante de cette modalité, on peut faire usage d'un insert dont les dimensions ont été calculées pour obtenir le refroidissement différentiel cherché, en lui conférant à sa partie supérieure une épaisseur plus grande que celle de sa partie inférieure, ce qui atténue l'effet de refroidissement à la dite partie supérieure.According to a variant of this modality, one can make use of an insert whose dimensions have been calculated to obtain the desired differential cooling, by giving it at its upper part a thickness greater than that of its lower part, which attenuates the 'cooling effect at the said upper part.
Il est également possible de pourvoir la lingotière de coulée continue de deux circuits de refroidissements par eau distincts, ou véhiculant des fluides refroidissants de conductibilités thermiques différentes ou de modifier (renforcer) l'épaisseur de celle-ci en sa partie supérieure, de telle façon que le re-v froidissement de la dite partie supérieure soit moindre que celui de la partie inférieure, la température de la paroi interne de la partie supérieure de la lingotière ne pouvant toutefois pas, dans le cas du cuivre ou du cuivre faiblement allié, dépasser des températures comprises entre 200°C et 350°C suivant la nature et la teneur des éléments alliés au cuivre (par exemple Ag, P, Te, Zr, Cr, Be, Ni, Si,...).It is also possible to provide the ingot mold for continuous casting with two distinct water cooling circuits, or conveying cooling fluids with different thermal conductivities or to modify (reinforce) the thickness thereof at its upper part, in such a way that the re-cooling of said upper part is less than that of the lower part, the temperature of the internal wall of the upper part of the mold cannot, however, in the case of copper or low alloy copper, exceed temperatures between 200 ° C and 350 ° C depending on the nature and content of the elements alloyed with copper (for example Ag, P, Te, Zr, Cr, Be, Ni, Si, ...).
Suivant l'invention, on peut utiliser comme insert un acier inoxydable ou tout autre matériau métallique réfractaire, de »mouillabilité de préférence la plus faible possible vis-à-vis À ‘ » [ - 4 - ί de l'acier et du laitier de poudre, un matériau électrofondu, un cermet, du nitrure de bore. Ces matériaux peuvent même présenter une certaine porosité, grâce à laquelle on peut souffler au travers, vers le métal, un gaz par exemple de l'argon ou de l'azote, éventuellement préchauffé.According to the invention, a stainless steel or any other refractory metallic material can be used as insert, preferably with the lowest possible wettability with respect to steel and slag of powder, electrofused material, cermet, boron nitride. These materials can even have a certain porosity, thanks to which one can blow through, towards the metal, a gas for example of argon or nitrogen, possibly preheated.
I Suivant une seconde variante avantageuse du procédé de l'inven- ! tion, la partie supérieure de la lingotière comporte côté face au métal en cours de solidification, une plaque vibrante ou un matériau, par exemple du genre de ceux cités, mis en vibration, ce qui a notamment pour effet de détruire toute tendance au collement de la peau du lingot sur la lingotière.I According to a second advantageous variant of the process of the invention! tion, the upper part of the mold has on its side facing the metal being solidified, a vibrating plate or a material, for example of the kind mentioned, vibrated, which in particular has the effect of destroying any tendency for sticking of the ingot skin on the ingot mold.
„ Il ne sort pas du domaine de l'invention de constituer la lingotière ea, deux parties superposées, chaque partie disposant de son système de refroidissement propre, et la partie inférieure étant de surcroît soumise à un mouvement vibratoire.„It is not outside the scope of the invention to constitute the ingot mold ea, two superimposed parts, each part having its own cooling system, and the lower part being moreover subjected to a vibratory movement.
Il est également avantageux, suivant l'invention, de réaliser ce refroidissement différentiel, en augmentant dans la région des bords de la lingotière, l'épaisseur de la couche de poudre de couverture habituellement déposée sur le métal liquide et destinée à servir de lubrifiant. Les résultats les plus intéressants ont été obtenus avec des lubrifiants sous forme non pulvérulente, par exemple agglomérés, en plaquettes ou rubans.It is also advantageous, according to the invention, to carry out this differential cooling, by increasing in the region of the edges of the mold, the thickness of the layer of covering powder usually deposited on the liquid metal and intended to serve as a lubricant. The most interesting results have been obtained with lubricants in non-pulverulent form, for example agglomerates, in platelets or ribbons.
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On peut également faire usage de l’un ou l'autre moyen de chauffage (non oxydant de préférence), focalisé contre le bord supérieur interne de la lingotière faisant face à la zone de métal en cours de début de solidification.One can also make use of one or the other heating means (preferably non-oxidizing), focused against the internal upper edge of the ingot mold facing the metal zone during the beginning of solidification.
A titre d'exemple non limitatif, une focalisation par voie optique, comme un émetteur laser, électrique ou inductive, I peut être utilisée..By way of nonlimiting example, focusing by optical means, such as a laser, electric or inductive transmitter, I can be used.
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5.- L'expérience a montré qu'une telle méthode permettait d'obtenir un lingot dont la face externe ne portait plus ou presque plus les rides susmentionnées.5.- Experience has shown that such a method makes it possible to obtain an ingot whose external face no longer or almost no longer bears the aforementioned wrinkles.
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EP0544114A1 (en) * | 1991-11-28 | 1993-06-02 | Thyssen Stahl AG | Process and device for casting metallic ingots |
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