Brevet FR2423284A1 — publié le 19791116

La présente invention se rapporte a une méthode et a un dispositif pour la coulée continue, en lingotière horizontale ou inclinée, de métaux ou d'alliages, en particulier d'alliages ferreux tels que l'acier. Les techniques de coulée continue de metaux pour lesquelles de nombreux systèmes ont été proposés et expérimentés au cours des dernières années, consistent a faire écouler un métal en fusion d'un récipient d'alimentation dans une lin gotière sans fond refroidie, et à en extraire par des moyens mécaniques en continue un lingot partiellement solidifé ayant une section identique a celle de la lingotière. Pour ce qui concerne les techniques de coulée horizontale, les problèmes techniques-majeurs rencontrés lors de l'application industrielle de tels sys tèmes concernent surtout l'écoulement du métal en fusion du récipient vers la lingotière, c'est-a-dire la réalisation d'un joint efficace et durable entre le tundish réfractaire et la lingotière refroidie, ainsi que la lubrification et la solidification. En effet, les conditions d'extraction particulières du lingot en coulée horizontale conduisent presque nécessairement a intervalles reguliers a des criquages etadesdéfauts superficiels prononces, alors que le joint est rapidement usé et détérioré. Un autre problème, de nature métallurgique, des techniques de coulée continue horizontale réside dans la décantation d'inclusions ascendantes a l'interface liquide/solide de la partie supérieure du brin. Ces phénomenes sont d'ailleurs constatés également dans les installations de coulée verticale courbe. La présente invention a pour but de perfectionner les techniques prémentionnées de telle façon a éviter ces inconvénients et a améliorer les conditions d'utilisation et la qualité des produits. A cet effet, l'invention prévoit une methode caractérisée par le fait qu'on engendre a l'intérieur de l veine de métal en fusion dans la lingotière des forces électromagnétiques imprimant au métal au moins un mouvement rotatoire autour de l'axe de la lingotiére. Le mouvement de rotation engendré dans la masse du métal liquide a l'inte- rieur de la lingotière empêche l'ascension des inclusions dans le stade initial de coulée et provoque leur répartition uniforme sur la totalité de la section solidifiée. Cet effet reste efficace au-dela de la lingotière dans le noyau liquide dans la zone de refroidissement secondaire. L'influence exercée sur le noyau de métal liquide a l'intérieur de la lingotièrese répercute par ailleurs aussi a l'entrée de la lingotière sur les zones périphériques de la veine de métal et a un effet bénéfique sur la com pacité de la première couche de métal solidifiée en début de la lingotière ainsi que sur l'usure uniforme des pièces de raccord en réfractaire. Conformément à une manière d'exécution avantageuse de l'invention, on prévoit à côté du champ électromagnétique rotatif un champ électromagnétique glissant engendré par un inducteur de moteur linéaire imprimant à la veine de métal dans la lingotière également une accélération dirigée dans le sens longitudinal, c'est-à-dire dans la direction d'écoulement du métal avec pour effet d'améliorer encore la régularité d'extraction et la compacité du métal solidifié. Le dispositif nécessaire a la mise en oeuvre de la méthode suivant l'invention comporte notamment un inducteur électromagnétique qui est logé de préférence a l'intérieur de la lingotière dans le circuit de refroidissement de celle-ci et qui est conçu de façon à créer au moins un champ électromagnétique tournant autour de l'axe de la lingotière. L'inducteur est avantageusement situé le plus près possible de l'extré- mité de la lingotière avoisinant l'alimentation entre le récipient réfractaire et ladite lingotière refroidie. Les avantages apportés par l'objet de l'invention pour la coulée horizontale pure valent également pour la coulée en lingotière inclinée présentant un angle d'inclinaison entre 60 et 90 . En effet, l'utilisation de lingotières inclinées n'a jusqu'à présent jamais trouvé d'application en raison du dépôt d'inclusions a l'intrados du brin. Du point de vue constructif, cette- der nière technique de coulée présente un grand interêt en raison du fait qu'elle permet de réduire la hauteur totale des installations de coulée continue. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple d'exécution donné ci-après en relation avec la figure unique du dessin annexe, qui représente une coupe schématique de l'installation pour la mise en oeuvre de l'invention. L'installation de coulée continue horizontale suivant l'invention comprend essentiellement un récipient ou tundish I qui est revêtu intérieurement diun matériau réfractaire et qui contient un bain de métal en fusion 2 maintenu par alimentation continue à un niveau plus ou moins constant. Une lingotière horizontale 5 qui est ouverte a ses deux extrémités et qui est refroidie par circulation d'eau à travers sa double enveloppe, est reliée par l'intermédiaire d'un conduit réfractaire 4 faisant joint à l'ouverture pratiquée a proximité du fond dans la paroi latérale du récipient 1. La lingotière 5 délimite une chambre à double paroi à travers laquelle circule l'eau de refroidissement. Un inducteur 3 est situé à l'intérieur de ladite chambre de refroidissement. Cet inducteur sert à conférer à la veine de métal liquide à l'inte- rieur de la lingotière un mouvement rotatoire autour de l'axe de la lingotière et l'inducteur peut être conçu de façon à conférer également au métal une ac célération dans la direction d'écoulement. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Méthode pour la coulée continue en lingotière, horizontale ou inclinée, de métaux ou d'alliages, en particulier d'alliages ferreux tels que l'acier, caractérisée par le fait qu'on engendre à l'intérieur de la veine de métal en fusion dans la lingotière des forces électromagnétique imprimant au métal au moins un mouvement rotatoire autour de l'axe de la lingotière. 2.- Méthode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'on imprime par voie électromagnétique à la veine de métal liquide dans la lingotière en surplus une accélération dirigée dans le sens d'écoulement du métal. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu il comporte notamment un inducteur électromagnétique qui est logé de préférence à l1intérieur de la lingotière dans le circuit de refroidissement de celle-ci et qui est conçu de façon à créer au moins un champ électromagnétique tournant autour de l'axe de la lingotière. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'inducteur est situé au voisinage immédiat de l'entrée d'alimentation débouchant dans la lingotiére. 5.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le lingot de métal est entouré, à un niveau ou il présente encore une âme liquide, d'un inducteur engendrant un champ électromagnétique dirigé dans le sens d'extraction du lingot.