Brevet FR2104964A1 — publié le 19720428

L'invention concerne les dispositifs utilisés dans la zone de refroidissement secondaire d'un lingot en coulée continue de métal. Actuellement, des lingots de métal sont obtenus à partir d'un métal liquide, coulé en continu dans une lingotière dont les parois sont refroidies par eau. A sa sortie de la lin potière, dans la zone de refroidissement secondaire, le lingot est aspergé par de l'eau débitée par des buses. Il en résulte la formation de fissures sur la surface et à l'intérieur de la croûte du lingot ; lors de l'extraction du lingot, ces fissures s'agrandissent et peuvent être la cause de percées du métal à travers la crotte du lingot. Ces fissures ne disparaissent pas, même après le laminage, aussi les demi-produits obtenus à partir de tels lingots n'ont pas une résistance suffisante. Pour éliminer oes défauts des lingots élaborés, on a essayé de nombreux procédés et dispositifs divers, mais les lingots ainsi obtenus présentaient comme auparavant des fissures exté rieures et axiales. Il a été établi que. dans les lingots à section rectangulaire, la solidification est plus rapide dans les angles que sur lesfaoes. Il est connu que les fissures se forment par suite de la solidification irrégulière dans le lingot. De oe fait, on a proposé d'accélérer l'évacuation de la chaleur des races du lingot afin d'égaliser la vitesse de solidification dans tout le lingot. Cette solution a permis de diminuer dans une certaine mesure le nombre de fissures apparaissant dans le lingot, mais n'a pas entièrement supprimé leur formation. Les recherches effectuées ont montré que, si le refroidissement du lingot est diminué, le nombre de fissures se trouve considérablement réduit, surtout lorsqu'en même temps la dissipation de la chaleur est réglée suivant le peris.afre et la longueur du lingot. L'invention a donc pour objet un dispositif assurant la diminution du refroidissement du lingot et qui permet de prd- venir l'apparition des fissures qui ne s'élimineraient pas au laminage, et par conséquent, d'accrottre la résistance des demiproduits obtenus à partir de ces lingots. Dans ce nouveau dispositif assurant la diminution du refroidissement du lingot pour la région de refroidissement secondaire d'une installation de coulée continuede métal, suivant l'invention, au moins un écran est disposé coaxialement au lingot et/ou un réchauffeur agit sur cet écran, ou bien directement sur le lingot. Le dispositif ainsi réalisé prévirent la formation dans le lingot de fissures externes et internes ne stéliminant pas au laminage. En tant que réchauffeur, on peut utiliser dans le dispositif des résistances électriques ou bien des brûleurs à gaz. Ces ré chauffeurs sont de réalisation, de conduite et d'entretien simples, Il est avantageux de constituer l'écran avec des plaques séparées par des éléments intercalaires isolants et munies de réchauffeurs individuels réglables. Ce genre d'écran permet de régler et de maintenir Bla valeur prescrite la température superficielle du lingot aussi bien suivant son périmètre que suivant sa longueur. Il est avantageux de réaliser l'écran en deux parties disposées coaxialement, la' première de ces parties étant constituée par des éléments placés aux angles du lingot, et la seconde étant un élément continu de forme tubulaire. Une telle réalisation de l'écran'exerce une influence favorable sur la qualité des lingots plats élaborés. Pour expliquer l'invention, on décrit ci-après un exemple de réalisation du nouveau dispositif avec renvois aux dessins annexés sur lesquels - la figure I est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif réalisé sous forme d'un écran intercalé entre la lingotière et les cylindres d'extraction ; - la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 1 d'un dispositif comportant des brûleurs à gaz ; - la figure 4 est une coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3 - la.figure 5 est une coupe analogue aux figures 1 et 3 d'un dispositif à ran chauffé - la figure 6 est une coupe transversale selon la ligne VI-VI de la figure 5 ;; - la figure 7 est une eoupelongitudinale d'un dispositif réalisé avec des buses et deux écrans'disposés coaxialement ; - la figure 8 est une coupe transversale selon la ligne VIII-VIII de la figure 7 1 et - la figure 9 est une coupe analogue selon îia ligne IX-IX de la figure 7. Le dispositif 1 (figures 1 et 2) destiné à diminuer lo refroidissement du lingot 2, est placé dans la zone de refroidissement secondaire d'une installation de coulée continue d'un métal, entre la lingotière 3 et les cylindres d'extraction 4. Ce dispositif 1 est réalisé sous forme d'un écran 5 qui est constitué par un tube à section rectangulaire, coaxial du lingot 2 et écarté de ce lingot, de préférence à 4 mm. Cet écran 5 est applicable avec des lingots de faible section transversale, dans les installations à zone réduite de refroidissement secondaire. Le dispositif est utilisé de la façon suivante. On coule dans la lingotière 3 dont les parois sont refroidies par eau, le métal 6 qui se refroidit et se solidifie. Au cours de la formation du lingot 2, il est d'abord constitué une croûte mince qui augmente ensuite d'épaisseur. De la lingotière 3, le lingot 2 en cours de formation passe à la zone de refroidissement secondaire, dans la partie intérieure de l'écran 5. Celui-ci prévient le refroidissement excessif du lingot et, par cela même5 sa fissuration. L'appari- tion de petites fissures n'entratne pas de rebuts des dei-prc- duits, car ces fissures sont éliminées au laminage. Dans une variante de réalisation, le dlsposit-if 1 peut comprendre plusieurs écrans, ou bien écran peut Autre remplacé par des brûleurs à gaz 7 (figures 3 et 4) disposés aux angles du lingot 2, dans la zone de refroidissement secondaire. Ce dispositif permet de diminuer le refroidissement des angles du lingot 2 et de créer les conditions nécessaires à la solidification uniforme de ce lingot. Le dispositif est utilisé essentiellement comme décrit dans l'exemple précédent, et il est applicable aux mêmes dimensions de lingots et de zones de refroidissement secondaire. Pour les gros lingots profilés, il est avantageux d'utiliser un dispositif réalisé sous forme d'écran chauffé 8 (figures 5 et 6). En tant que réchauffeur 9, on utilise des résistances électriques, mais on peut aussi utiliser les brûleurs à gaz 7 (figures 3 et 4) décrits dans 11 exemple précédent. Le processus de formation du lingot 2, avec emploi du dispositif faisant l'objet de l'invention, se déroule plus régulièrement sans formation de fissures internes et externes profondes. Pour les lingots ayant des sections transversalesimportantes, par exemple de 30 x 200 cm, on peut employer un dispositif constitué par deux parties d'écran coaxiales : la première partie, constituée par des éléments 10 placés aux angles du lingot, et la seconde par une pièce continue 11 de forme tubulaire (figures 7, 8 et 9). L'écran peut, dans ce cas, être constitué par des plaques 13 séparées par des intercalaires 12 et munies de réchauffeurs 14 individuels réglables. En amont de l'élément 10 d'écran, il est avantageux de disposer des buses 15 pour l'amenée d'un agent de refroidissement sur la surface du lingot 2. En tant qu'agent de refroidissement on peut utiliser l'eau, la vapeur ou une émulsion eau-air. Le lingot 2, élaboré dans la lingotière 3 par le procédé bien connu, arrive dans la zone de refroidissement secondaire, Sous l'action de l'agent de refroidissement, débité par les buses 15, l'épaisseur de la croûte extérieure du lingot 2 augmente rapidement. Quand le lingot 2 entre dans la zone des écranss ses angles sont d'abord protégés contre le refroidissement excessif par les pièces chauffées 10, puis toute la surface laterale du lingot 2 est protégée par la pièce tubulaire 11.La réalisation de l'écran par des plaques isolées 13, munies de réchauffeurs 14 réglables séparément, permet d'assurer sur le pourtour du lingot 2 et suivant sa longueur un chauffage de différentes intensités et, par cela même, de créer des conditions thermiques identiques dans la section du lingot pour assurer son refroidissement et sa solidification uniformes. la dissipation de la chaleur du lingot doit être plus faible que celle qui a lieu lors de l'échange thermique entre la surface du lingot et le milieu ambiant à température de 20 C. De plus pour assurer la répartition uniforme des températures suivant le périmètre du lingot, il faut que le flux thermique soit maximal au milieu de la surface du lingot et minimal à ses arêtes. Les .aaais du dispositif ont montré que la diminution du refroidissement du lingot au cours de sa formation permet d'obtenir des lingots de meilleure qualité, le dispositif étant fiable et d'utilisation simple. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour diminuer le refroidissement d'un lingot dans la zone de refroidissement secondaire d'une installation de coulée continue d'un métal, caractérisé en ce qu'il est formé d1au moins un écran disposé coaxialement au lingot et/ou un réchauffeur agissant soit sur cet écran, soit directement sur le lingot. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réchauffeur est constitué par des résistances électriques ou des brûleurs à gaz. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran est constitué par des plaques séparées par des intercalaires isolants et munies de ré chauffeurs individuels réglables. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran est réalisé en deux parties disposées coaxialement, la première partie étant constituée par des éléments placés aux angles du lingot et la seconde étant un élément continu de forme tubulaire.