Brevet FR2090117A1 — publié le 19720114

î 2090117 La présenta invention concerne un procédé de coulée en continu d'un acier au silicium convenable pour la fabrication de tôle électrique à grains orientés, en bandes ou en feuilles. Il est bien connu que pour fabriquer de l'acier au 5 silicium en vue d'utilisations magnétiques, la totalité du cycle de transformation du produit semi-fini est liée à un certain nombre de conditions essentielles, qui doivent être satisfaites, pour autant que à la fois la coulée des lingots (le poids, les dimensions et la forme des lingots .d'acier) ainsi que les opérait) tions ultérieures de travail à froid et les traitements thermiques sont concernés. Il est également bien connu que ces conditions essentielles sont strictement liées les unes aux autres de sorte que si l'une ou plusieurs de ces conditions varient, particulièrement, les conditions relatives à la production du 15 lingot, il n'est plus possible de contrôler la reproductibilité des caractéristiques fondamentales du produit fini. Du fait de la tendance qui se fait jour depuis quelque temps selon laquelle on adopte la coulée en continu, même pour les aciers au silicium, les problèmes liés aux conditions métallurgiques caractérisant 20 la solidification d'un lingot coulé conventionnellement dans une lingotière pour fonte brute, subissent un changement radical de sorte que les produits en acier au silicium obtenus par coulée en continu présentent un comportement notablement hétérogène, affectant surtout les caractéristiques magnétiques du produit fini 25 En fait, l'influence exercée par la composition, les dimensions et la répartition des impuretés sur l'orientation des grains est bien connue; lorsque l'additif choisi à cet effet est le soufre, on observe qu'en raison des conditions de solidification particulières intervenant dans la coulée en continu, la 30 distribution, la composition et la forme des sulfures sont telles qu'un essai d'attaque Bauman effectué sur une brame coulée en continu donne une image presque invisible de la répartition desdits sulfures, contrairement au résultat obtenu par le même essai d'attaque d'une brame obtenue à partir d'un lingot. 35 C'est pourquoi, il est nécessaire, dans la coulée en continu d'un acier au silicium, de réaliser certaines conditions qui sont plutôt critiques. Le but de la présente invention est de spécifier les valeurs variables essentielles intervenant au cours de la coulée 40 en continu desdits aciers au silicium, de manière à obtenir un 71 01468 2 20901 17 produit fini ayant une qualité optimale et reproductible» Après de longs essais effectués dans une installation de coulée en continu, lesdites conditions essentielles faisant l'objet de la présente invention ont été définies: lesdites 5 conditions essentielles, si elles sont respectées, permettent d'obtenir des brames qui, lorsqu'elles sont soumises au cycle de travail conventionnel ultérieur, vont donner un produit fini ayant des caractéristiques magnétiques au moins.comparables à celles obtenues en utilisant un acier coulé en lingot convention-10 nel. Par exemple, pour une tôle de 0,35 mm d'épaisseur, la perte mesurée à 50 hertz et 15 000 Gauss est inférieure ou égale à 1,11 Watt/kg, alors que la perméabilité, mesurée a 10 Oersted, est plus grande ou égale à 1 790 Gauss/Oersted. Selon la présente invention, l'acier fondu auquel tou-15 tes les substances susceptibles de lui communiquer les caractéristiques magnétiques désirées ont été ajoutées, est agité à l'intérieur de la poche par une injection d'argon dans sa masse, de manière qu'il ait, au début de la coulée, une température comprise entre 1 560°C et 1 600°G et, de préférence, une tempéra-20 ture comprise entre 1 560°C et 1570°C. La coulée est effectuée au moyen de tuyères immergées, de la poche de coulée à l'entonnoir de coulée, et de là dans les moules, et la métal en fusion » est protégé par un laitier consistant essentiellement en un mélange de CaO,. SiOg, A^O^, CaFg. Le métal en fusion est coulé 25 de manière que les brames soient délivrées avec un débit compris entre 700 et 1 000 kg/mn, et pour des brames de 900 x 140 mm, avec un débit d'environ 800 kg/mn» L'eau primaire de refroidissement de l'équipement de coulée en continu est délivrée à un débit le plus petit possibls, 30 de manière à assurer, l'étanchéité du moule en même temps qu'une résistance mécanique suffisante de la coucha extérieure solidifiée de la brame afin de permettre l'extraction de cette dernière sans rupture. L'eau primaire de refroidissement a un débit compris entre 2 ,8 et 4 mV'tonne d'acier; pour une brame de 35 900 x 140 mm, le débit d'eau ne doit pas être plus grand que 3,6 xs^ftonne d'acier. L'eau secondaire de refroidissement de l'installation, de coulée en continu, pulvérisée sur un nombre variable de zones, aura un débit tel qu'il permette une dissipation de chaleur la 40 plus petite possible afin que, au niveau des rouleaux d1extrac- 71 01468 3 2090117 tion de la machine, la section transversale de la brame soit entièrement solidifiée. De tels débits d'eau sont compris entre 0,16 et 0,24 m^/tonne d'acier dans la première desdites zones, alors que dans les autres zones ce débit sera compris entre 5 0,04 et 0,10 mV"tonne. EXEMPLE Une coulée de 50 tonnes d'acier ayant la composition chimique suivante (en parties en poids): C 0,04; Si 3 >10; S 0,022; P 0,015; Mn 0,065; Cr 0,08; M 0,10; Mo 0,02; Cu 0,10; 10 Al inférieur à 0,005; le reliquat étant constitué par du fer, est amenée à l'installation de coulée en continu après une phase d'agitation avec de l'argon, à une température de 1 580°C, après quoi, l'acier est coulé dans le moule en cuivre (hauteur 1500 mm, largeur 900 mm, épaisseur 140 mm) et lorsque ce moule 15 est rempli, il est recouvert au moyen d'un laitier protecteur, la coulée débute à un débit de 840 kg d'acier par minute. Le •7 débit de l'eau primaire de refroidissement est réglé à 4,6 xcr( tonne. Le débit de l'eau secondaire de refroidissement est réglé comme suit: première zone 0,2 m^/tonne, deuxième zone et les 20 quatre zones suivantes 0,08 m^/tonne. Les brames ainsi obtenues sont empilées et on les laisse refroidir lentement en atmosphère calme. Après le travail de transformation, la tôle finie présente les caractéristiques suivantes: épaisseur 0,35 nim, pertes à 50 Hz et 15 000 G-auss 25 égales à 0,95 watt/kg, perméabilité à 10 Oersted égale à 1 810 Gauss/Oersted. La teneur en soufre de l'acier coulé en continu selon la présente invention est égale à 90 $ de la teneur en soufre correspondant au type d'acier coulé en lingot. La teneur en 50 carbone de l'acier coulé en continu selon le procédé de la présente invention est de 0,0l£ plus élevée que celle correspondant au type d'acier coulé en lingot. 71 01468 2090117 REVENDICATIONS 1. Un procédé de coulée en continu de l'acier pour la fabrication de tôle électrique à grains orientés, en bandes ou en feuilles, caractérisé en ce que le débit de l'eau primaire 5 de refroidissement est maintenu à la valeur minimale compatible avec les dommages éventuels causés au moule et avec la résistance mécanique de la tôle d'acier du bloom de sortie. 2. Un procédé de coulée en continu de l'acier pour la fabrication de tôle électrique à grains orientés, en bandes 10 ou en feuilles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier est coulé dans un moule à une température comprise entre 1 560 et 1 600°C, de préférence, environ 1 560°C. 3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le débit de l'eau primaire 15 de refroidissement dans le moule est inférieur à 3,6 m^/tonne d'acier. 4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau secondaire de refroidissement de la brame, à la sortie du moule, est répartie 20 en un plus grand nombre de zones, la zone la plus près de la lingotière étant alimentée en eau pulvérisée sous un débit compris entre 0,16 et 0,24 m"*/tonne d'acier, alors que les autres zones sont alimentées avec de l'eau pulvérisée sous un débit compris entre 0,04 et0,l m5/"tonne d'acier. 25 5. Un procédé selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 4, caractérisé en ce que la teneur en soufre de l'acier coulé en continu est égale à environ 90^ de la teneur en soufre de l'acier du type correspondant coulé en lingot. 6. Un procédé selon l'une quelconque des revendi— 30 cations 1 à 5, caractérisé en ce que la teneur en carbone de l'acier coulé en continu est de 0.,0l9t plus élevée que celle de l'acier du type correspondant coulé en lingot.