Brevet FR2102212A1 — publié le 19720407

La présente invention est relative à un agent à ajouter à un moule dans lequel de 11 acier ferritique inoxydable est coulé par un procédé de coulée continue. Divers procédés d'amélioration des surfaces de produits obtenus par coulée continue des aciers ont été utilisés depuis le début. C'est-à-dire que l'on a utilisé des procédés qui consistent à empêcher l'adhérence en refroidissant et en solidifiant très rapidement un métal fondu versé en utilisant un alliage de cuivre possédant une conductivité thermique élevée et en imprimant un mouvement au moule, qui consistent à éviter que des inclusions non métalliques se mélangent au métal fondu en améliorant les matériaux réfractaires de la poche et de la cuillère de coulée et qui consistent à empêcher l'oxydation du métal fondu en immergeant la busette.De plus, lors du fonctionnement, on utilise un moyen pour uniformiser la production d'une couche solidifiée du métal fondu en fixant une valeur appropriée à la vitesse de versage du métal fondu, le moule étant lubrifié, et l'oxydation de la surface de métal fondu près de la partie supérieure du moule est empêchée en ajoutant une huile lubrifiante à la paroi du moule. On a proposé, de-plus, une invention pour empêcher l'oxydation et résorber les inclusions non métalliques dans le métal fondu en réalisant une couche de poudre et une couche fondue à viscosité élevée,en ajoutant une poudre de revete- ment pour prévenir l'oxydation de la surface de métal fondu.Bien que des améliorations diverses aient été faites dans les machines et dispositifs, c'est un fait qu'en particulier la prévention parfaite contre l'oxydation, le refroidissement de la surface du métal fondu versé dans le moule et la lubrification appropriée de la paroi du moule sont encore absolument nécessaires dans les opérations d'obtention de lingots de qualité supérieure. Cependant, dans le procédé précité, dans lequel une huile lubrifiante est amenée à la paroi dumoule, llhuile est décomposée par la chaleur de la fusion et perd sa propriété lubrifiante, et il est difficile d'atteindre le résultat cherché.De plus, dans le procédé dans lequel une poudre de revêtement est ajoutée à la surface du bain de métal fondu pour former une couche en fusion à viscosité élevée dans la couche inférieure et constituer une couche de poudre non fondue au-dessus d'elle, il se produit un effet de protection contre l'oxydation, mais il n'y a aucun effet de lubrification de la paroi du moule et il se présente l'inconvénient que, dans le cas où un matériau fondu de viscosité élevée se dépose sur la paroi du moule, il est entraîné dans la surface et y produit des défectuosités de surface. On a ensuite obtenu un effet de décroissance des défectuosités de surface et des trous d'aiguilles hypodermiques en utilisant une composition comprenant : 30 % de SiO2, 30% de CaO, 14% de A1203, 2% de MgO et 6 % de C, à titre d'exemple, grâce au perfectionnement de la poudre d'addition permettant que la surface du bain de métal fondu puisse être maintenue chaude, qu'en même temps la couche en fusion puisse se former sur la surface de contact de métal fondu, que toute inclusion non métallique dans le métal fondu puisse être absorbe et que ledit matériau en fusion puisse devenir un lubrifiant pour le meule et puisse être enlevé du moule en même temps que le lingot coulé tout en protégeant la surface du lingot coulé.Cette composition telle qu'elle est mentionnée est connue pour diminuer les imperfections de surface du lingot coulé et simplifie le traitement ultérieur s'il est seulement destiné à avoir un composant fusible dans le cas de toute autre sorte d'a ciers que les aciers ferritiques inoxydables, mais dans les aciers ferritiques inoxydables, même si une opération d'enlèvement des défectuosités de surface du lingot coulé est effectuee ultérieurement, des criques de chaleur sont engendrées, et lorsque le lingot est laminé, elles deviennent plus étendues, aucune fabrication ne pouvant être réalisée, le lingot est alors supprimé, la production de la fabrication en est influencée et le procédé en est compliqué. Un traitement d'élimination des 'défectuosités ne produisant aucune crique de chaleur est très difficile. En fait, un traitement de coulée ne produisant pas de défectuosités de surface du tout est nécessaire et le problème est différent de celui où, comme dans un acier ordinaire ou un acier à faible alliage, lorsque des défectuosités sont éliminées, il ne se produit aucun problème lors du laminage. -Même la plus légère défectuosité sur lasurface d'un lingot coulé en continu d'acier ferritique inoxydable produit un laminage défectueux, comme il est dit plus haut. Dans le cas où la fusibilité de la poudre ajoutée à la surface d'acier fondu est faible, c'est-à-dire, lorsque la fluidité à l'état fondu est faible dans son ensemble, la poudre est granulée entre la paroi du moule et le film 'solidifié de l'acier fondu et pénètre dans la coquille solidifiée de l'acier fondu pendant la fabrication, des défectuosités sont engendrées à'ces endroits et, même- si la plus grande partie de la poudre est fondue avec une fluidité élevée et qu'elle accomplit une action de lubrification entre la paroi du moule et la coquille solidifiée, dans le cas où la fusion de la poudre produit un phénomène irrégulier dans une partie lorsque la poudre parvient à l'état fondu sur la surface d'acier fondu et s'écoule dans la surface de paroi du moule, une partie dont la fusion est lente existe dans ledit matériau fondu, se présente sous forme solide ou semi-fondue, forme des projections en des emplacements irréguliers dans le film de lubrification sur la surface de paroi du moule et produit des parties épaisses sous forme de points dans le film de lubrification.Par conséquent, ces par- ties deviennent moins conductrices de chaleur,depuis l'acier fondu vers la paroi du moule, que le film lubrifiant normal sur la périphérie, le refroidissement de la surface d'acier fondu est retardée dans cette partie, la formation et le développement de la coquille solidifiée sont en même temps retardés, une solidification se forme tôt sur la périphérie avec le temps qui s'-écoule, en conséquence de quoi la périphérie se contracte rapidement produit une tension sur la partie dans laquelle la solidification est retardée, ce qui occasionne des criques. Ces défectuosités sont difficiles à éliminer par l'opération ultérieure d'élimination des défectuosités, comme décrit ci-dessus. La présente invention est relative à un agent à ajouter à un moule dans lequel de l'acier ferritique inoxydable est coulé par un procédé continu de coulée qui lllbrifie la paroi du moule avec une vitesse de fusion coincidant avec la vitesse .de coulée et une fluidité uniforme sans fusions inégales de la poudre ajoutée comme décrit ci-dessus et qui, en même temps, peut empêcher l'oxydation et maintenir la chaleur avant la fusion sur la surface supérieure de l'acier fondu, et qui a pour objet d'obtenir des lingots d'acier ferritique-inoxydable n'ayant pas de défectuosités de sur face. L'objet de la présente invention consiste en un agent à ajouter à un moule dans lequel de l'acier ferritique inoxydable fondu est coulé selon un procédé de coulée en continu, caractérisé par le fait qu'il contient 20 à-35 % en poids de cendre volante 30 à 40 % en poids de ciment Portland et/ou de scories de hauts fourneaux, 20 à 27 % en poids de fluorine, 2 à 15 % en poids d'un ou plusieurs carbonates, silicates et analogue, 5 à 10 % en poids d'un ou plusieurs fluorures, silico-fluorures et analogue et 5 à 10% en poids d'une ou plusieurs substances carbonées telles que le coke, le graphite et le charbon de bois, présentant un point de fusion de 1000 à 1100C et une viscosité de 0,1 à 5,0 poises à 15000 C, et possédant une taille moyenne de particules inférieure à 100 mailles (unités de la norme de tamisage TYLER STANDARD). Par ailleurs, dans la description, les pourcentages sont en général indiqués en poids, à moins qu'ils ne soient autrement spécifiés. C'est-à-dire que l'agent faisant l'objet de la présente invention n'a pas d'effet défavorable sur les aciers fondus, ne détériore pas la busette et conserve une viscosité réglée pour une action lubrifiante depuis juste avant le commencement de la solidification de l'acier fondu jusqu'immédiatement après la solidification Les matériaux bruts mélangés fourniseant ces propriétés, en ce qui concerne leur type, pourcentages de composants, taille de particules, point de fusion et viscosité, sont mentionnés cidessus. Ils sont mélangés ensemble de façon homogène et sont progressivement ajoutés à la surface supérieure de l'acier fondu versé, jusqu'à une hauteur fixée, à travers une busette d'entonnoir immergé dans le moule. Onva maintenant expliquer une manière d'utiliser l'agent selon la présente invention, en se référant au dessin qui est une vue en coupe d'un mode de réalisation de la présente invention. Dans le dessin, lorsqu'un acier fondu 3 est versé dans un moule 4 à'travers une busette immergée 2 depuis un entonnoir 1 jusqu'à ce que la surface du bain d'acier fondu atteigne une hauteur fixée, l'agent selon la présente invention est ajouté à la surface du bain d'acier fondu par une opération soit manuelle soit mécanique de façon à recouvrir uniformément la surface du bain. L'agent forme une couche en fusion 5 depuis le dessous du fait de la chaleur de l'acier fondu 3, coule le long de la paroi du moule de façon à former un film lubrifiant 8, se dépose sur la surface du lingot coulé et est sorti hors du moule en même temps que le lingot coulé. La couche de poudre 6 non fondue, fond progressivement pour s'ajouter au film lubrifiant. Lorsque la couche 6 de poudre non fondue est épuisée, on introduit de l'agent en supplément. Le chiffre de référence 7 désigne une couche solidifiée d'acier fondu. Du fait que l'agent de la présente invention comporte des composants en des pourcentages tels qu'ils sont spécifiés dans l'objet de la présente invention mentionné ci-dessus, l'effet attendu de la présente invention est atteint par les effets combinés des composants respectifs. Les motifs de limitation en composants,pourcentages, granulométrie, points de fusion et viscosité, de la composition vont être donnés en détail dans la suite. I1 est nécessaire que le point de fusion de l'agent de la présente invention soit de 1000 à 1100 C. Lorsqu'il est inférieur à 1000 C, la vitesse de fusion de l'agent,au contact de l'acier fondu, est si élevée que la quantité de matériau fondu produite, requise pour la vitesse de coulée de l'acier fondu, est dépassée, la fusion sur la surface du bain d'acier fondu devient excessive, le carbone parmi les composants se consume si vite que l'agent doit être ajouté en supplément, de façon à maintenir l'atmosphère réductrice et ainsi de 1 t agent est consommé en vain. Dans le cas où le point de fusion dépasse 1100 C, la vitesse de fusion est si lente qu'il ne se produit pasaiffisamment de film lubrifiant.Si la viscosité à 1500C est inférieure à 0,1 poise, la fluidité du matériau fondu est si élevée qu il est impossible à un film lubrifiant convenable de se former. Dans le cas où elle dépasse 5,0 poises, le film lubrifiant ne se développe pas bien entre la coquille solidifiée d'acier fondu et la surface du moule. Ceci également provoque des défectuosités sur la surface du lingot coulé et ne convient pas. Par conséquent, afin de rendre la vitesse de fusion élevée et uniforme, la taille des particules du matériau brut mélangé est choisi inférieure à 100 (mailles). Lorsqu'elles dépassent 100 (mailles), la vitesse de fusion devient tantôt élevée tantôt basse. La cendre volante se trouvant parmi les matériaux bruts mélangés, consistant en majeure partie en silicate d'aluminium, a déjà passé une fois par le stade de fusion lors du processus de fabrication et est fortement fusible. Sa proportion dans le mélange est comprise entre 20 et 35 %. Si elle dépasse 35%, SiO2 s'y trouve en quantité si élevée que la viscosité du matériau fondu est. accrue et il ne se produit pas de film lubrifiant convenable.Si elle est inférieure à 20 %, la quantité de SiO2 est si faible que les autres composants sont renforcés, le point de fusion s'élève, la fusibilité est compromise et la busette est endommagée. Tout ciment Portland et scories de hauts-fourneaux consistant essentiellement en silicate d'aluminium-calcium basique, est déjà passé par le stade fondu ou semi-fondu dans le processus de fabrication et est par conséquent également d'une fusibilité éle vee. Sa proportion appropriée dans le mange est de 30 à 40 /o.si elle dépasse 40 %, la quantité de CaO devient si élevée que la basicité s'élève, le point de fusion devient élevé, l'aptitude à la fusion est diminuée et la busette endommagée. Si elle est inférieure à 30 %, la quantité de Silo2 devient si élevée que la viscosité s'élève et les propriétés de lubrification s'altèrent. Ou bien elles disparaissent.Lorsque l'on fait la fusion, une partie de la fluorine devient une source de CaO et son autre partie reste du CaF2 du fait qu'il doit agir comme agent de fusion pour réduire la viscosité. Sa proportion dans le mélange est la meilleure entre 20 et 27%. Si elle dépasse 27%, la quantité de CaO s'accroît, la basicité devient élevée et la busette est endommagée. Si elle est inférieure à 20 %, l'action en tant qu'agent de fusion est si faible que l'objectif de production de scories ne peut être atteint. Tous les carbonates et silicates, tels que le carbonate de potassium, le carbonate de sodium et le métasilicate de sodium, et analogues, sont utilisés pour réduire le point de fusion du matériau en fusion comme agent de fusion basique. Sa proportion dans le mélange est la meilleure entre 2 et 15 % .Si elle dépasse 15%, le point de fusion du matériau en fusion est réduit plus qu'il n'est nécessaire, l'agent est gaspillé et la corrosion de la busette immergée est accélérée. Si elle est inférieure à 2-% l'action en tant qu'agent de fusion est impossible. L'un quelconque de ces fluorures et silicofluorures tels que le fluorure de sodium et le silicofluorure de sodium et analogues est ajouté pour -réduire la viscosité du mélange. Sa proportion dans le mlange est optimum entre 5 et 10%. Si elle dépasse 10% la pulvérulence devient si faible que la production du film lubrifiant devient mauvaise. Si elle est inférieure à 5 %, il n'y aucun effet de réduction de la viscosité. Le coke,ou le graphite, ou le charbon de bois, est ajouté comme source de carbone, de sorte que l'agent peut avoir une atmosphère réductrice, ce qui a pour effet d'éviter l'accroissement de FeO dans le matériau en fusion en empêchant l'oxydation de l'acier fondu lorsque l'agent est ajouté et d'éviter l'absorption de chaleur de l'acier fondu par l'agent lui-même en brfllant et dégageant de a chaleur. Sa proportion dans le mélange est convenable entre 5 et 10%. Si elle dépasse 10% c'est du carbone qu'il faut ajouter à l'acier fondu ou plus particulièrement un acier inoxydable à faible teneur en carbone. Si elle est inférieure à 5% la force réductrice est si faible que l'accroissement de FeO ne peut être empêché. La quantité convenable d'utilisation de l'agent est de 0,5 à 1,0 kg/tonne d'acier fondu en brames et 1,0 à 2,0 kg/tonne d'acier fondu en billettes ou blooms. Si cette quantité d'utilisation,correspondant à la quantité qui est amenée à se déposer sur le lingot coulé, est ajoutée,l'objet de l'invention est atteint. Un exemple de la présente invention est représenté ci-après. L'appareil est une machine de coulée de brames utilisant une busette immergée. 6 lingots coulés dont les dimensions sont: 156 mm d'épaisseur x 1040 mm de largeur x 8000 mm de longueur, sont utilisés (les parties mauvaises de l'extrémité avant et de la partie arrière sont supprimées) par charge. Chaque lingot coulé est constitué par un tronçon de 1 mètre de long.L'indice de défectuosités sur la surface totale du lingot coulé est déterminé en recherchant si des défectuosités de surface existent dans chaque tronçon et la moyenne des indices des six lingots est comparée avec l'indice de cob trôle.L'indice de défectuosités de surface est calculé selon la formule Indice de Nombre de tronçons ayant des défectuosités défectuosités = - x 10 de surface Nombre de tronçons de lingots coulés Des exemples de mélanges de l'agent ont été effectués selon le tableau suivant T pe No.1 No.2 No.3 No.4 Comparaiomparai Opposant son 1 on 2 mP ~ Cendre volante (%) 20 28 30 35 40 17 Ciment Portland (%) - 35 38 - - 27 Scories de Hts fourneaux 40 - - 30 50 Fluorine t%3 10 15 12 17 4 19 Carbonate de potassium - - 3 - 1 6 (%) Carbonate de sodium (%) - 3 - 2 - 5 Métasilicate de sodium 15 - - - - 5 (%) ~ 6 5 5 - 5 Fluorure de sodium(J) Silicofluorure de sodium 10 3 3 - - 6 Coke (%) (%) - 5 5 - 5 Graphite (%) - 5 3 5 - 5 Charbon de bois (%) 5 - - - 5 Point de fusion( C) 1000 1030 1080 1100 1150 950 en poises à 0,1 0,2 i 0,4 s;o 15,0 0,07 Viscosité poise à 0-,1 0,2 15OO0C) Exemples Type d'acier : Cr - 18% Exem- Exem- Exem- Exem- Compa- Compa ple ple ple ple raison raison ple 1 2 3 4 1 2 Type d'agent No.l No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 Quantité d'utilisation de l'agent 1,0 0,6 0,6 0,5 0,5 1,8 (kg/tonne) Indice moyen de défectuosités de surface 0 O O O 7 8 On a utilisé les agents de la présente invention dans les exemples 1 à 4, parmi les exemples ci-dessus. Dans la comparaison 1, on a utilisé un additif à forte viscosité. Dans la comparaison 2, on a utilisé un additif à faible viscosité. Dans tous les exemples dans lesquels sont utilisés les agents de la présente invention, il n'y a pas eu du tout de défectuosité de surface. Dans le cas de la comparaison 1, la viscosité est si élevée qu'aucun film suffisant de lubrification ne peut se former, le résidu doit être gratté et l'aptitude au travail est faible. Dans le cas de la comparaison 2, au contraire la viscosité est trop faible, la vitesse de fusion est trop élevée et la quantité d'adjonction accrue, mais le film lubrifiant n'a pas les propriétés convenables et des défectuosités de surface sont produites. REVEDICAT IONS 1. Agent à ajouter à un moule dans lequel de l'acier ferritique inoxydable fondu est coulé par un procédé de coulée continue caractérisé par le fait qu'il contient 20 à 35 % en poids de cendrevolante, 30 à 40 % en poids de ciment Portland etXou de scories de hauts-fourneaux, 20 à 27 % en poids de fluorine, 2 à 15% en p poids d'un ou plusieurs carbonates, silicates et analogue, 5 à 10 % en poids d'un ou plusieurs fluorures, silicofluorures et analogues, et 5 à 10% en poids d'une ou plusieurs substances carbonées telles que le coke, le graphite et le charbon de bois, et possédant un point de fusion de 1000 à 11000C et une viscosité de 0,1 à 5,0 poises à 1500C et une taille moyenne de particules inférieure à 100 (mailles).