LU83988A1 - Lingotieres de coulee continue - Google Patents

Description

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Lingotières de coulée continue.

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.

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.

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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.

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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.

Le but de la présente invention consiste à proposer des lingotières polygonales de coulée continue, qui évitent les problèmes décrits.

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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-

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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.

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.

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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.

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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.

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.

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.

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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.

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Claims (4)

1. Lingotières de coulée continue de métaux de section polygonale, équipées de moyens de rotation, d'agitation resp. de brassage par 5 champs électromagnétiques, caractérisées en ce qu'en vue d'affai-' blir la force d'entraînement du métal aux abords des coins de la lingotière, chacun de ces coins présente un renforcement qui est constitué par un matériau qui présente des propriétés magné** tiques. 10

» 2. Lingotières selon la revendication 1, caractérisées en e que les renforcements des coins sont constitués par le même matériau qui constitue les parois des lingotières en métal·

3. Lingotières selon les revendications 1-3, caractérisées en ce que les renforcements des coins sont constitués par un matériau ayant des propriétés magnétiques plus élevées que celui qui constitue les parois·

4. Lingotières selon les revendications 1-3, caractérisées en ce que l'importance des renforcements des coins diminue dans la direction du brin. <