Brevet FR2068803A1 — publié le 19710903

*70 25464 1 2068803 La présente invention est relative à un montage de commande du processus de solidification lors de la fabrication de profilés par coulée continue, en particulier de profilés de section rectan gulaire tels que "brames, plats, etc.. 5 Dans un procédé de coulée continue, on introduit le métal fondu, par exemple de l'acier, de façon continue ou intermittente* dans une coquille de coulée continue contre les parois refroidies de laquelle le métal se solidifie, ce qui donne un filet ou boudin de coulée à noyau liquide que l'on évacue par l'orifice du 10 fond de la coquille de coulée continue. Pour éviter que la pression ferromagnétique régnant dans le noyau liquide de ce filet de coulée provoque des renflements ou des fissures sur la peau solidifiée encore mince de l'article, on guide celui-ci sur un assez long parcours au moyen d'un système de galets d'appui et de rou-15 leaux de transport, ces derniers assurant le déplacement de l'article. Pendant le temps où un certain tronçon du filet de coulée parcourt ce système d'appui, la solidification du filet se poursuit vers son milieu du fait de son refroidissement jusqu'à ce que le filet soit enfin solidifié sur toute sa section. 20 II apparaît cependant quelques phénomènes fâcheux lors de ce processus de solidification. En effet, il s'est d'abord avéré que le métal fondu se solidifie avec formation de ce que l'on appelle des cristaux en forme de tige ou d'aiguille, dirigés de la peau extérieure vers le cen-25 tre du filet. Oe mode d'orientation cristalline dans le filet de coulée est cependant particulièrement fâcheux pour le traitement ultérieur de laminage ou de forgeage. Il se produit en outre -de même que lors de la coulée de lingots d'acier- un ressuage des impuretés qui se trouvent dans la 50 masse fondue, lors de la solidification, qui avancent en grande partie du front de solidification et, par suite, s'accumulent principalement au centre du filet de coulée. Pour éviter ces effets fâcheux, on a déjà essayé d'exercer, sur la masse métallique fondue qui se solidifie dans le noyau du 55 filet, une action d'agitation au moyen d'un champ tournant, dans le but de lutter de cette façon contre la formation de cristaux en forme de tige ou contre le ressuage d'impuretés. On guidait, dans ce but, le filet derrière la coquille de coulée continue au moyen du stator d'un moteur triphasé dont le champ tournant fai-40 sait circuler le métal fondu dans le noyau de l'article. Cette 70 25464 2 2068803 disposition n'a cependant pas donné de résultats satisfaisants. Or l'invention"a fondamentalement pour objet un montage de commande du processus de solidification lors de la fabrication de profilés par coulée continue, permettant d'éviter au moins dans 5 une large mesure la formation fâcheuse de cristaux en forme de tige et.le ressuage d'impuretés. Le montage conforme à l'invention est caractérisé par le-fait que, pour produire un écoulement métallique à l'intérieur du filet de coulée qui se solidifie au moyen d'un champ électro-ma-10 gnétique mobile, on dispose au voisinage du filet, derrière la coquille de coulée continue, au moins un inducteur à champ d'ondes progressives en forme de stator de moteur linéaire, de façon que le sens de propagation du champ progressif qu'il produit présente au moins une composante perpendiculaire au sens de coulée 15 du filet. Lorsque l'on fabrique des profilés de section au moins appro ximativement rectangulaire, tels que des brames ou des plats, ' l'inducteur à champ progressif est, de préférence, disposé de fa- » çon que le sens de propagation du champ soit au moins approximati 20 vement parallèle à la surface latérale la plus large du filet de coulée. Suivant Tin mode d'exécution avantageux de l'invention, on prévoit un appareil permettant de brancher et de débrancher alter nativement l'inducteur à champ progressif et/ou d'inverser alter-25 nativement ses pôles pour modifier l'écoulement métallique produit . Suivant une autre variante préférée du montage de l'invention, celui-ci comporte un appareil permettant de faire varier de façon continue ou par sauts la tension de l'inducteur pour modi-30 fier l'écoulement métallique produit. D'autres objets et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre à titre d'exemple, en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement les parties princi-35 pales d'une installation de coulée continue pour fabriquer des brames d1acier$ - la figure 2 est une vue en coupe transversale du filet" de coulée selon le plan I-I de la figure 3; - la figure 3 est une coupe selon le plan II-II de la figure 40 2; 70 25464 3 2068803 Suivant la forcie de réalisation choisie et représentée sur la figure 1, sur un bâti approprié 1 se trouvent une coquille de coulée continue 2 et un système d'appui et d'évacuation comportant des galets 3- Le métal fondu est versé de façon continue ou 5 intermittente dans la CGquille 2 par- un système, d'amenée désigné par la référence 4, et se solidifie contre la paroi refroidie de la coquille pour former un filet de coulée 5 à noyau métallique liquide 6, qui est évacué par l'ouverture inférieure de la coquil le de coulée continue 2, après quoi il parcourt le système de ga-10 lets d'appui Du fait que le refroidissement du filet 5 se pour suit, sa solidification se propage de la périphérie vers l'intérieur, .jusqu'à ce qu'il soit enfin, solidifié sur toute sa section transversale. La brame ainsi formée est ensuite envoyée à partir du point 8, à un dispositif de dressage non représenté sur la fi-15 gure. Suivant l'invention, un ou plusieurs inducteurs à champ progressif 9 sont par ailleurs disposés dans le bâti 1 ; ils présentent un empilage de tôles plan, allongé et rainuré 10, dans lequel est placé un enroulement à barres polyphasé 11. Cet enroule-20 ment est alors monté de façon à conduire, lorsqu'on lui applique une tension électrique sinusoïdale polyphasée, un courant produisant un champ électro-magnétique mobile sous forme d'onde sinusoî dale progressant dans le sens longitudinal de l'inducteur. Le sens de propagation de ce champ mobile est ainsi parallèle à la 25 surface latérale la plus large du filet 5 (c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la figure). Sur les figures 2 et 3 est représentée, en deux coupes diffé rentes, une partie du filet de coulée au voisinage de l'un de ces inducteurs à champ mobile. 30 La surface polaire 12 de cet inducteur à champ mobile 9 re présenté seulement schématiquement sur la figure 3 est parallèle à la surface latérale la plus large du filet de coulée 5s la direction de propagation 13 du champ mobile étant perpendiculaire à la direction de coulée 14. 35 La figure 2 montre, en plus du filet de coulée 5* l'induc teur 9 avec son empilement de tôles 10 et la tête d'enroulement 15 de l'enroulement à barres placé dans les encoches du paquet de tôles 10. Une tôle de séparation 16, en matière non magnétique, qui protège l'enroulement à barres contre la chaleur rayonnée par 40 le filet de coulée chaud 5» est séparé de l'enroulement à barres 70 25464 4 2068803 par une couche isolante. Le filet de coulée 5 présente une peau de coulée extérieure 17 solidifiées entourant un noyau 6 encore liquide. Sous l'action du champ mobile de l'inducteur 9 progressant dans le sens de la 5 flèche 13 se forment3 dans le noyau liquide 6 du filet de coulée, des courants d8induction qui produisent;, en coopérant avec le champ mobile 5 un. écoulement métallique dans le sens de propagation du champ mobile 9 qui se poursuit des deux côtés de la zone d'influence de l'inducteur pour créer une zone de reflux en forme 10 d'ailes de papillon. Du fait que le filet est mobile par rapport à l'inducteur5 la direction de l'écoulement dans le noyau liquide du filet change constamment, ce qui produit une agitation très efficace dans ce noyau. Cette variation continuelle de l'écoulement métallique peut 15 être encore maintenue par un appareil permettant de brancher et de débrancher alternativement les inducteurs à champ mobile et/ou d8inverser alternativement leur polarité, ou bien encore de faire varier de façon continue ou par sauts la tension d'inducteur. 70 25464 5 2068803 REVTOICATIOKS 1.- Dispositif de commande du processus de solidification lors de la fabrication de profilés par coulée continue, en particulier de profilés de section rectangulaire tels que brames, plats, et analogues, ledit montage étant caractérisé par le faitqu^, 5 pour produire un écoulement métallique, à l'intérieur du filet de coulée qui se solidifie, au moyen d'un champ électro-magnétique progressif, on dispose au voisinage du filet, derrière la coquil- ■ le de coulée continue, au moins un inducteur à champ progressif conformé en stator de moteur linéaire, de façon que le sens de 10 propagation du champ mobile qu'il produit présente au moins une composante perpendiculaire au sens de coulée du filet. 2.- Dispositif pour fabriquer des profilés de section au moins "approximativement rectangulaire, tels que des brames ou des plats, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que 15 l,inducteur à champ progressif est disposé de façon que le sens de propagation du champ mobile quTil produit soit au moins approximativement parallèle à la surface latérale la plus large du filet de coulée. 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé 20 par uû appareil permettant de brancher et de débrancher alternativement 1*inducteur à champ mobile ou d1inverser alternativement sa polarité pour modifier l'écoulement métallique produit. 4»- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3» caractérisé par un appareil permettant de modifier de façon 25 continue ou par sauts la tension d'inducteur pour modifier l'écoulement métallique produit.