LU83988A1

LU83988A1 - CONTINUOUS CASTING LINGOTIERES

Info

Publication number: LU83988A1
Application number: LU83988A
Authority: LU
Inventors: Norbert Kaell
Original assignee: Arbed
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-11-17

Description

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Lingotières de coulée continue.Continuous casting ingots.

La présente invention concerne des lingotières de coulée continue de métaux, en particulier des lingotières de section polygonale équi-5 pies de moyens d'agitation resp. de brassage par champs électromagnétiques.The present invention relates to ingot molds for continuous casting of metals, in particular ingot molds of polygonal cross section equi-5 pies of stirring means resp. electromagnetic fields.

La coulée continue combinée à cette technique, présente de nombreux avantages par rapport à la coulée statique. Les champs créés par des 10 inducteurs montés autour de la lingotière provoquent une agitation du métal liquide dans le but d'obtenir des améliorations de qualité en surface et à coeur de produit. Leur effet le plus remarquable consiste en une modification de la structure de solidification en supprimant la zone basaltique au bénéfice d'une zone à structure de 15 solidification plus fine.Continuous casting combined with this technique has many advantages over static casting. The fields created by inductors mounted around the ingot mold cause agitation of the liquid metal in order to obtain improvements in quality at the surface and at the core of the product. Their most remarkable effect consists in a modification of the solidification structure by eliminating the basaltic zone in favor of a zone with a finer solidification structure.

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Dans le cas de champs tournants, le métal liquide présent dans la lingotière est entraîné en rotation par glissement asynchrone. On choisit habituellement des vitesses angulaires de l'ordre de quel-20 ques tours par seconde, ce qui a pour effet de creuser la surface libre du métal. La vitesse de rotation du liquide peut être modi-Λ fiée, soit en agissant sur l'intensité du champ électromagnétique c.à.d. l'apport de puissance électrique, ce qui fait varier le glissement, soit en modifiant la fréquence du champ magnétique, ce 25 qui change la vitesse de synchronisme. Sous l'action de la force centrifuge créée dans la lingotière par suite du mouvement de rotation, les éléments ayant une densité inférieure à celle du métal liquide, comme les inclusions de désoxydation primaire ou de rêoxy-dation ainsi que des bulles de gaz formées au front de solidifica-30 tion, sont rassemblées dans la dépression centrale de la surface métallique.In the case of rotating fields, the liquid metal present in the mold is rotated by asynchronous sliding. Usually angular speeds are chosen on the order of a few-ques revolutions per second, which has the effect of digging the free surface of the metal. The speed of rotation of the liquid can be modified, either by acting on the intensity of the electromagnetic field, i.e. the supply of electrical power, which varies the slip, either by modifying the frequency of the magnetic field, which changes the synchronism speed. Under the action of the centrifugal force created in the mold as a result of the rotational movement, the elements having a density lower than that of the liquid metal, such as the inclusions of primary deoxidation or reoxidization as well as gas bubbles formed at the solidification front-30 tion, are collected in the central depression of the metal surface.

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Par élimination des scories de la surface du brin, on obtient une peau du produit très propre et on réduit la fréquence des percées. La vitesse de coulée ne peut être augmentée outre mesure, car en cas de vitesses de rotation élevées du métal, celui-ci a tendance à mon-5 ter le long de la paroi de la lingotière, à repousser le film d'huile de lubrification et à s'accrocher à la paroi, de sorte que le brin peut se bloquer. Il peut même y avoir des éclaboussures qui se solidifient. Ce problème est particulièrement grave pour des lin-gotières polygonales et en particulier pour les lingotières â sec-10 tion rectangulaire. Pour celles-ci on observe, mis à part la dêpres-„ sion centrale, des plages où la circulation du métal est pratique ment parallèle aux côtés de la lingotière sauf à l'approche des coins, où le vecteur vitesse doit tourner brusquement d'un angle qui est fonction de la géométrie de la lingotière. A cet endroit il y a 15 choc du métal contre le côté adjacent. Il y a par conséquent montée prononcée du métal dans les coins de la lingotière.By removing the slag from the surface of the strand, a very clean product skin is obtained and the frequency of breakthroughs is reduced. The casting speed cannot be increased too much, because in the event of high speeds of rotation of the metal, this tends to rise along the wall of the mold, to repel the film of lubricating oil. and hang on the wall, so that the strand can hang. There may even be splashes that solidify. This problem is particularly serious for polygonal liners and in particular for rectangular molds. For these we observe, apart from the central depression, ranges where the circulation of the metal is practically parallel to the sides of the ingot mold except when approaching the corners, where the speed vector must rotate abruptly an angle which is a function of the geometry of the mold. At this point there is a metal impact against the adjacent side. There is therefore a pronounced rise of the metal in the corners of the mold.

Le but de la présente invention consiste à proposer des lingotières polygonales de coulée continue, qui évitent les problèmes décrits.The object of the present invention is to provide polygonal ingot molds for continuous casting, which avoid the problems described.

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Ce but est atteint par les lingotières selon l'invention, qui, en vue d'affaiblir la force d'entraînement du métal liquide aux abords des coins de la lingotière, ont des coins qui présentent un renfor-This object is achieved by the ingot molds according to the invention, which, in order to weaken the driving force of the liquid metal around the corners of the ingot mold, have corners which have a reinforcement.

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cernent, ce dernier étant constitué par un matériau qui présente des 25 propriétés magnétiques et, dans le cas de lingotières en métal par le même matériau qui constitue les parois de la lingotière.surround, the latter being made of a material which has magnetic properties and, in the case of metal ingot molds by the same material which constitutes the walls of the ingot mold.

L'invention sera expliquée plus en détail à l’aide des dessins.schématisés où 30 - la figure 1 montre une lingotière connue de section rectangulaire, remplie de métal liquide, tandis que - la figure 2 représente une lingotière analogue réalisée conformé-35 ment à l'invention.The invention will be explained in more detail using the diagrammed drawings where 30 - Figure 1 shows a known ingot mold of rectangular section, filled with liquid metal, while - Figure 2 shows a similar ingot mold made conform-35 ment to the invention.

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En figure 1 on a représenté uniquement les quatre parois 11 à 14 de la lingotière. Four les lingotières modernes, ces parois constituent également un des côtés de quatre caissons remplis d'eau de refroidissement et dans lesquels peut se trouver l'inducteur.In Figure 1 is shown only the four walls 11 to 14 of the mold. For modern ingot molds, these walls also constitute one of the sides of four boxes filled with cooling water and in which the inductor can be found.

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On remarque la dépression centrale 15 dans le niveau du métal liquide 10, provenant du mouvement de rotation du métal et dans laquelle se rassemblent les inclusions de désoxydation et autres impuretés ayant une densité inférieure à celle du métal. Sous l'action 10 de la rotation, le métal liquide a tendance à monter dans les rê-l gions des coins 16 à 19. C'est là que les éclaboussures se solidi fient et qu'il peut y avoir refoulement du film d'huile de lubrification ce qui peut entraîner un bloquage du brin.Note the central depression 15 in the level of the liquid metal 10, originating from the rotational movement of the metal and in which the deoxidation inclusions and other impurities having a density lower than that of the metal collect. Under the action 10 of the rotation, the liquid metal tends to rise in the region of the corners 16 to 19. This is where the splashes solidify and there can be backflow of the film. lubricating oil which can cause strand blockage.

15 En figure 2 on a représenté une lingotière conforme à l'invention, dont les coins 30 à 33 ont été renforcés. Ces renforcements qui sont constitués par le même matériau que les quatre parois 21 à 24, p.ex. en cuivre, absorbent par leur masse une certaine quantité d'énergie électromagnétique, de sorte que la force d'entraînement agissant aux 20 abords immédiats des coins est atténuée. Par suite du freinage du métal liquide près des coins de la lingotière, le choc du métal contre le côté immédiatement adjacent est réduit. Par conséquent, la montée du métal dans les régions des coins peut être réduite et même supprimée. Pour accentuer cet effet de réduction, on peut également 25 prévoir des renforcements d'une géométrie telle, que le vecteur vitesse de l'écoulement du métal le long des parois tourne progressivement dans les coins et vers l'intérieur, c.à.d. les renforcements des coins peuvent présenter un profil arrondi, tandis que la section de la lingotière demeure angulaire.15 In Figure 2 there is shown an ingot mold according to the invention, the corners 30 to 33 have been reinforced. These reinforcements, which are made of the same material as the four walls 21 to 24, eg of copper, absorb by their mass a certain amount of electromagnetic energy, so that the driving force acting in the immediate vicinity of the corners is mitigated. As a result of the braking of the liquid metal near the corners of the mold, the impact of the metal against the immediately adjacent side is reduced. Therefore, the rise of the metal in the corner regions can be reduced and even suppressed. To accentuate this reduction effect, it is also possible to provide reinforcements of such a geometry that the velocity vector of the flow of the metal along the walls gradually rotates in the corners and inwards, ie . the corner reinforcements may have a rounded profile, while the section of the mold remains angular.

30 L'importance du renforcement des coins diminue dans la direction du brin étant donné que le freinage diminue progressivement à mesure que l'on s'éloigne de la surface du métal liquide.The importance of strengthening the corners decreases in the direction of the strand since the braking gradually decreases as one moves away from the surface of the liquid metal.

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On peut également choisir, pour réaliser les renforcements des coins de la linéotière, un métal ayant des propriétés magnétiques plus prononcées que celui utilisé pour fabriquer les parois, de sorte à avoir un champ magnétique plus faible aux abords des coins, sans 5 pourtant alourdir la construction de la lingotière et sans créer des problèmes géométriques au point de vue de la place disponible à l'intérieur de la carcasse de refroidissement. Four des raisons d'adjustage des différents côtés, les coins des lingotières rectangulaires sont habituellement légèrement chanfreinês. On n'en a pas 10 tenu compte dans les dessins pour des raisons de simplicité d'exé-- cution.One can also choose, to carry out the reinforcements of the corners of the linearotière, a metal having more pronounced magnetic properties than that used to manufacture the walls, so as to have a weaker magnetic field around the corners, without however increasing the construction of the ingot mold and without creating geometric problems from the point of view of the space available inside the cooling carcass. For reasons of fitting the different sides, the corners of rectangular molds are usually slightly chamfered. These have not been taken into account in the drawings for reasons of simplicity of execution.

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Claims

1. Continuous casting ingot of metals of polygonal section, equipped with means of rotation, agitation resp. of stirring by 5 electromagnetic fields, characterized in that in order to weaken the driving force of the metal near the corners of the mold, each of these corners has a reinforcement which is made of a material which has magnetic properties. 10

2. Molds according to claim 1, characterized in that the corner reinforcements are made of the same material which constitutes the walls of the metal molds ·

3. Ingot molds according to claims 1-3, characterized in that the corner reinforcements are made of a material having higher magnetic properties than that which constitutes the walls ·

4. Molds according to claims 1-3, characterized in that the importance of the corner reinforcements decreases in the direction of the strand. <