Brevet FR2395089A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne des fondants du type utilisé dans la coulée de l'acier en continu. Lorsqu'on coule l'acier liquide dans un moule d'une machine de coulée en continu, il est souhaitable de recouvrir la surface de l'acier liquide dans le moule avec un fondant qui va fondre au contact de l'acier pour former une couverture de laitier fondu. tes buts de la couverture de laitier sont multiples et assurent l'absorption des inclusions non métalliques, la lubrification et le réglage de la transmission de chaleur entre la pièce coulée et la paroi du moule , la prévention de l'oxydation de ''acier et une réduction de la perte de chaleur de l'acier par rayonnement. On dispose dans l'industrie de nombreux fondants destinés à être utilisés dans la coulée continue de l'acier et la présente invention a pour but de réaliser un fondant perfectionné pour un tel usage, de nature à améliorer la qualité du produit coulé. Selon la présente invention, un fondant destiné à être placé dans le moule lors de la coulée en continu de l'acier, contient en poids : un mélange de matières premières comprenant de 30 à 65 5"o de verre, jusqu'à 60 % de clinker de ciment, jusqu'à 60 % de castine, jusqu 10 % de spathfluor, jusqu'à 25 % de carbonate de sodium et de I à 5 X0t de carbone, ltanalyse chimique du mélange étant telle que le rapport CaO/SiO2 est compris entre 0,6 et 1,4; le maximum de S est de 0,2 %; le maximum de Fe203 est de 0t5 ; le maximum de CO2 est de 30 %; le maximum de H20 est de 0,7 %0; le maximum de B203 est de 5,0 do; et le maximum de Al203 est de 8 %, la viscosité du laitier fondu qu'on obtient par la fusion du fondant étant de 0,5 à 10 poises à 1 3000 C et étant également inférieure à 50 poises à lne température de 1 2000 C. t'invention a egalement pour objet un procédé de coulée en continu de l'acier, selon lequel on coule l'acier dans un moule refroidi à extrémité ouverte et on introduit dans le moule un fondant tel que défini dans le paragraphe précédent afin de recouvrir la surface supérieure de l'acier en fusion. L'invention a également pour objet, à titre de produit industriel nouveau, un acier coulé en continu lorsqu'il a été produit par le procédé qui vient d'être décrit. Commodément, le fondant est sous forme d'une poudre dont les particules ont une grosseur telle que 90 % des particules de la poudre sont inférieures à 75 microns et 100 % sont inférieures à 250 microns. La composition du fondant en poudre telle que décrite ci-dessus, comprend une base de CaO - SiO2 dans laquelle, les composés Na20 et CaF2 servent à maintenir un faible point de fusion et une faible viscosité, le carbone sert à régler la vitesse de fusion, à réduire les pertes de chaleur du menisque et à maintenir des conditions réductrices dans la phase de laitier, et une proportion de Al203 inférieure à 8 % a pour but de créer la capacité maximale d'absorption d'alumine qui s'échappe en flottant hors de l'acier.On choisit les matières premières selon les critères suivants (1) elles doivent avoir une composition régulière, un caractère non hygroscopique et aussi exemptes que possible d'impuretés telles que le fer et le soufre; (2) elles doivent réduire au minimum la quantité des composants ayant un point de fusion élevé; et (7) elles doivent être bon marché, peu nombreuses, facilement disponibles et faciles à broyer et à mélanger. Pour préparer les fondants en poudre, selon l'invention, on introduit n verre, de préférence un flint exempt de plomb, simultanément au clinker de ciment ou aux matières premières d'un clinker de ciment, dans un broyeur à galets en silice et on broie en une poudre fine (90 ç au-dessous de 75 microns). On peut remplacer le clinker de ciment @ans le mélange par de la castine. On introduit ensuite les autres constituants de la poudre dans le broyeur et on malaxe Bour obtenir un mélange homogène. En variante, on peut broyer au préalable chacune des matières de départ et puis mélanger le tout pour obtenir un fondant en poudre. On prépare diverses charges d'essai d'une poudre de fondant selon l'invention et on les soumet à des essais dans une machine de coulée en continu; l'acier coulé issu du moule est ensuite laminé en une tale forte. Les formules des matières premières utilisées pour les essais sont indiquées dans le Tableau I, alors que leurs analyses chimiques sont indiquées dans le Tableau il. Toutes les poudres testées donnent un acier satisfaisant et des tôles fortes possédant de bonnes qualités de surface, de sorte qu'on peut tirer de ces essais les conclusions suivantes concernant l'ef- fet des poudres sur la fissuration longitudinale de la surface des plaques (1) la viscosité du laitier pour l'obtention de la qualité de surface désirée diminue avec l'augmentation de la vitesse de coulée; (2) la qualité de surface tend à être plus médiocre avec des foudres à forte teneur en soufre.De telles poudres forment des laitiers qui ne subissent pas facilement une dévitrification au cours du refroidissement à partir de l'état fondu; (3) lorsqu'on effectue la coulée dans des conditions pouvant provoquer une fissuration longitudinale de la surface, par exemple pour des brames minces contenant environ 0,12 % de carbone, il estes général nécessaire que le fondant en poudre renferme une faible teneur en soufre. TABLEAU I Fatières premières Pondre de "Pyrer" Flint Clment Cestine Spath-flour cartonats graphite laitier de adoium 1 34,6 - - 50,6 7,9 2,51 4,3 2 - 41,7 - 49,0 9,2 - 4,1 3 - 41,2 26,4 13,3 8,4 6,0 2,7 4 41,2 26,4 16,3 8,4 3,0 2,7 5 - 42,1 - 42,5 9,3 3,0 3,0 6 - 41,7 - 42,0 9,2 6,0 0,1 TABLEAU II Poudre SiO2 % CaO % Al2O3 % Na2O % F' % C libre % CO2 % B2O3 % 1 28 34 1,00 2,84 3,84 4,3 21 4,0 2 30 36 0,63 5,20 4,48 4,1 15 0,2 3 36 42 2,20 9,49 4,09 2,7 8,5 0,2 4 36 40 2,04 7,11 4,09 2,7 8,1 0,2 5 30 36 0,63 7,24 4,53 3,0 19 0,2 6 30 36 0,63 8,93 4,48 1,1 20 0,2 Revendications 1 - Fondant destiné à être placé dans le moule d'une machine de coulée en continu d'acier, caractérisé en ce qu'il contient en poids : un mélange de matières premières comprenant de 70 à 65 % de verre, jusqu'à 60 % de clinker de ciment, jusqu'à 60 % de castine, jusqu'à 10 Vo de spathfluor, jusqu'à 25 % de carbonate de sodium et de 1 à 5 % de carbone, l'analyse chimique du mélange étant telle que le rapport CaO/Si02 est compris entre 0,6 et 1,4; le maximum de S est de 0,2 Vo; le maximum de Fe203 est de 0,5 V; le maximum de C02 est de 30 %; le maximum de H20 est de 0,7 %; le maximum de B203 est de 5,0 %; et le maximum de Al203 est de 8 Vo, la viscosité du laitier fondu qu'on obtient par la fusion du fondant étant de 0,5 à 10 poises à 1 3000 C et étant également inférieure à 50 poises à une température de 1 2000 C. 2 - Fondant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange est sous forme d'une poudre, les particules de cette poudre ayant une dimension telle que 90 Xo des particules de cette poudre sont in;-rieures à 75 microns et 100 Vo sont inférieures à 250 microns. 3 - Fondant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le verre est un serre exempt de plomb. 4 - tondant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractériel en ce que pour préparer le mélange, on broie le verre avec le clinker de ciment et/ou la castine pour former une poudre, on broie les autres matières premières pour former une poudre et ensuite on mélange les deux poudres broyées pour obtenir le mélange recherché. 5 - Fondant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour préparer le mélange, on broie les matie- res premières séparément pour obtenir des poudres et ensuite on mélange les poudres broyées pour obtenir le mélange désiré. 6 - Procédé de coulée en continu d'acier, caractérisé en ce qu' on coule l'acier fondu dans un moule refroidi à extrémité ouverte et on introduit un fondant dans le moule pour recouvrir la surface de l'acier fondu, ledit fondant contenant, en poids un mélange de matières premières comprenant de 30 à 65 Vo de verre, jusqu'à 60 % de clinker de ciment, jusqu'à 60 Vo de castine, jusqu'à 10 i0 de spathfluor, jusqu'à 25 Vo de carbonate de sodium et de 1 à 5 Vo de carbone, l'analyse chimique du mélange étant telle que le rapport CaO/SiO2 est compris entre 0,6 et 1,4; le maximum de S est de 0,2 %; le maximum de Fe2O3 est de 0,5 %; le maximum de CO2 est de 30 %; le maximum de H20 est de 0,7 %; le maximum de B2O3 est de 5,0 %; et le maximum de Al203 est de 8 Vo, la viscosité du laitier fondu qu'on obtient par la fusion du fondant étant de 0,5 à 10 poises à 1 3000 C et étant également inférieure à 50 poises à une température de 1 2000 C.