Brevet FR2402504A1 — publié le 19790406

La présente invention concerne une lingotière pour la coulée continue de métaux, en particulier de l'acier, sous rotation électromagnétique simultanée du métal en fusion à I'inté- rieur de la lingotière. Depuis que les avantages réalisables gracie à la coulée continue sous rotation électrpmagnétique simultanée vis-à-vis de la coulée continue conventionelle ont été reconnus (il s'agit notamment d'un degré supérieur en homogénéité du produit coulé, ainsi que d'une réduction marquée de la teneur en impuretés), les dispositifs de coulée continue ne sont pratiquement plus -construits qu'avec des inducteurs incorporés en vue d'une rota tion-électromagnétique. Les dispositifs existants de coulée continue sont équipés de tels inducteurs. Pour cela on entoure la lingotière du stator d'un moteur électrique asynchrone, dont les champs magnétiques alternatifs induisent des courants à l'intérieur des parois de la lingotiere et du métal en fusion. Seuls les courants induits à 1' intérieur du métal en fusion peuvent servir pour créer des forces rotatives, tandis que les courants induits à l'intérieur des parois de la.lingotière sont indésirables, étant donné qu'ils affaiblissent l'intensité des champs utiles et qu'ils sont à la base d'importantes pertes de puissance Pour pouvoir pleinement exploiter les avantages offerts par la rotation électromagnétique, il faut acquérir une installation électrique conteuse.En plus l'inducteur électromagnétique dont on équipe la lingotière, pose des problèmes au point de vue de l'encombrement et ceci surtout lors de la conversion d'installations de coulée continue existantes en coulée continue élec trorotative. Ainsi faut-il prévoir une installation électrique d'une puissance largement supérieure à celle qui serait nécessaire sans l'enceinte constituée par la lingotiere conductive de courant électrique. I1 faudra donc installer et alimenter des transformateurs, des thyristors, un assemblage de régulation électronique ainsi qu'un inducteur d'une puissance supérieure, ce qui affecte inutilement le prix de revient de l'acier coulé en continu sous rotation électromagnétique simultanée. En plus, il y a lieu. de prévoir des problèmes du point de vue de l'encombrement notamment lors de la conversion de dispositifs déjà existants. I1 est également connu qu'on peut concentrer des champs magnétiques à l'ai: de de paquets constitués par des tôles minces pourvues d'une isolation et de réduire ainsi les pertes créées par courants de Foucault et qu'une segmentation en une multitude de lames minces, telle qu'elle est décrite dans le brevet allemand 1.221.769, ou bien en une multitude de fils métalli- ques pourvus de couches interstitielles isolantes, peut permettre d'éviter l'induction de courants indésirables à l'intérieur des parois de la lingotière. Or, une pareille solution n'entre pas en ligne de compte pour la coulée continue de l'acier, étant donné les frais élevés d'une telle construction, sa faible stabilité mécanique, ainsi que son coefficient de perméabilité thermique qui est in férieur à celui que présentent les lingotières conventionnelles. Le but de la présente invention était donc de proposer une lingotière durable de coulée continue, dans laquelle l'absorption de puissance par les parois est réduite le plus possible si bien que l'on peut réduire au minimum l'encombrement et la puissance installée des inducteurs utilisés. Ce but est atteint par la lingotière suivant lrinven- tion qui présente à l'encontre de la segmentation connue en fines lames une segmentation grossière dans -le sens axial ou azimutal en une seule ou tout au-plus en un nombre réduit de fentes situées exactement au-dessus des pâles. Pour cela il suffit d'appliquer une isolation électrique uniquement à la surface des fentes, de préférence par pulvérisation à la flamme; on peut par conséquent se passer de la'poste de couches intermédiaires. Une autre particularité de l'installation suivant 1' invention consiste en ce que l'inducteur utilisé est prévu pour fonctionner à une basse fréquence située en-dessous de 50 Hz, de préférence 5-15 Hz. Par cela on facilite la transgression des champs électromagnétiques. Suite à la segmentation grossière et à l'absence de couches intermédiaires, on arrive à un enclenchement efficace des éléments formant la lingotière ainsi qu'à une stabilité mécanique élevée et fiable. Grâce à la construction de la lingotière segmentée suivant l'invention on évite l'induction de courants volumineux, absorpteurs de puissance à l'intérieur de ses parois-mêmes. Les fentes peuvent donc être pratiquées dans le corps de la lingotière soit dans le sens axial, soit dans le sens azimutal. Pour renforcer la cohésion des segments de la lingotière suivant l'invention et pourvoede fentes dans le sens axial il est utile de l'entourer d' au moins d'une bride calée sur un support isolant au point de vue électrique. Dans le cas de fentes dans le sens azimutal on peut également procéder à un serrage, p.ex. à l'aide d'étriers ou par serrage à l'intérieur de la table de support. Les avantages qu'apporte la lingotière de coulée continue suivant l'invention peuvent être' résumés comme suit: La segmentation de la lingotière réduit au minimum la création de courants par induction à l'intérieur du corps de la lingotière. Grecs au nombre réduit de fentes -p.ex. une seule fente dans le sens azimutal- présentant une graduation, la stabilité mécanique n'est pas affectée. Rien qu'une seule fente pratiquée dans la lingotière conduit à la possibilité de réduire les dimensions de l'appareil- lage électrique à installer en vue-de permettre la technique de la rotation électromagnétique, soit dans un dispositif neuf de coulée continue, soit dans le cadre de la conversion d'un dispositif existant, et ceci aussi bien dans le sens de la puissance électrique que dans le sens de -l'espace. I1 en résulte des économies d'énergie électrique qui se répercutent sur le prix de re viens de l'acier coulé selon la technique sous revue, ainsi que la possibilité d'une réduction de l'encombrement de l'inducteur. Cette réduction de l'espace apporte un nouvel avantage, à savoir qu'un inducteur de taille réduite peut être incorporé à tous les brins faisant partie d'-un dispositif de coulée continue à convertir pour la technique de la rotation électromagnétique REVENDICATIONS 1.- Lingotière pour la coulée continue en métal, de préférence en cuivre, pour la coulée en continu de métaux, dotée d'un inducteur pour la rotation électromagnétique du métal liquide à l'intérieur- de la lingotière qui forme un profil creux de forme aléatoire à l'extérieur et qui est adaptée à 1 t interieur au profil du profil à couler, caractérisée en ce que sa paroi présente une segmentation'grossière dans le sens axial ou azimutal en une seule ou tout au plus en un nombre réduit de fentes situées exac -tement au-dessus des pôles et que l'inducteur fonctionne à une basse fréquence qui est inférieure à 50 Hz. 2.- Lingotière pour la coulée continue suivant la revendica-; tion 1, caractérisée en ce que les surfaces de coupe des fentes sont enduites d'un isolant électrique. 3.- Lingotière de coulée continue suivant les revendications 1-2, caractérisée en ce qu'elle consiste en un profil creux, composé de plusieurs segments qui s'enclenchent l'un dans l'autre. 4.- Lingotière de coulée continue suivant les revendications 1-3, caractérisée en ce qu'elle est entourée par au moins une -bride ou un étrier calé sur un support isolant au point de vue électrique.