Brevet FR2432350A1 — publié le 19800229

La présente invention a trait à l'élaboration des métaux, notamment de l'acier et concerne plus particulièrement les poudres de couverture utilisées lors de la coulee en source du métal dans une lingotiere. Dans le domaine technique considéré, le rôle primordial que l'on s'accorde à attribuer à la poudre de couverture est la protection thermique du métal coulé, car on souhaite éviter une solidification prématurée du métal en surface. Pour cette raison, on a coutume de désigner une telle poudre par l'expression "coussin isolant". Actuellement donc, les "coussins" utilisés sont en général peu fusibles de manière que la couche de laitier liquide qui se forme inévitablement au contact du métal en fusion, soit la moins epaisse possible, et à preser- ver ainsi l'essentiel du "coussin" dans son état solide pulvérulent, formant écran thermique. Dans certains cas cependant, par exemple pour les aciers contenant beaucoup d'inclusions non métalliques qui décantent en surface, on aurait intérêt à maintenir une couche importante de laitier liquide, capable d'absorber ces inclusions en grande quantité. La difficulté essentielle qui se présente alors réside dans le fait que les coulées durent en général suffisamment longtemps pour que l'ensemble du coussin risque de fondre et, avec lui, toutes chances de lui voir remplir correctement son role de protection thermique. Le problème qui se pose et auquel la présente invention entend apporter une solution, consiste à obtenir à la fois la formation d'une couche substantielle de laitier liquide en contact avec le métal coule, et le maintien, pendant toute la coulée, d'un matelas solide pulvérulent (c'est-à-dire non fondu) au-dessus de la couche liquide. A cet effet la présente invention a pour objet une poudre de couverture utilise pour recouvrir la surface du métal en fusion en lingotière lors d'une coulée en source et qui se caractérise à la fois par sa structure et sa composition : une structure stratifiée en deux couches superposées, la couche inférieure en contact avec le métal coulé étant composée de constituants d'un laitier fondant à basse temperature et la couche superieure étant composée d'une matière moins fusible et isolante de la chaleur. Par "basse température" on entend bien entendu une température inférieure de 1500C à 4000C à celle du métal en fusion, de manière à pouvoir former rapidement une couche liquide. Correlativement, on entend par "moins fusible" un matériau qui ne fond pas ou difficilement à la temperature du métal liquide. Une variante avantageuse consiste à incorporer à la poudre devant constituer la couche inférieure, un adjuvant qui lui confère un caractère autofondant dont l'intérêt consiste, on le comprend bien, à réduire la quantité de chaleur à extraire au métal pour fondre la poudre. A cet effet on pourra utiliser par exem ple un mélange de produits oxydants, tels que des oxydes de fer ou des nitrates de métaux alcalins, sodium, potassium..., et de produits réducteurs tels que l'aluminium, le silicium, ou tout autre désoxydant employé couramment en siderurgie. Pour mettre en oeuvre l'invention, on opère avantageusement de la manière suivante : avant la coulée en source, on place au fond de la lingotière un morceau de carton qui sert de support à la poudre fusible que l'on verse alors en quantité suffisante ou que l'on depose sous forme ensachée. Par quantité suffisante, on entend une quantité susceptible, une fois fondue, de former une couche de laitier liquide d'épaisseur substantielle, c'est-à-dire capable d'absorber la totalité des inclusions non métalliques qui vont décanter en surface. Par ailleurs, conformément à la technique habituelle on attache à une certaine distance au-dessus du fond de la lingotiere un sac contenant la poudre non fusible devant former le matelas solide isolant. L'enveloppe du sac est bien entendu en une matière facilement combustible et non susceptible de polluer le métal coulé. La coulée commence alors. Dès les premiers instants, le support en carton mis en contact avec le métal en fusion disparaît. La poudre fusible, se répand sur la surface libre du métal coulé où elle fond rapidement pour former une couche de laitier liquide qui commence aussitot son travail de captage des inclusions. L'opération de coulee se poursuit de la manière classique, et le métal monte lentement en lingotière. Lorsqu'il atteint un certain niveau le rayonnement thermique qu'il emet par l'intermédiaire de la couche de laitier liquide devient suffisant pour provoquer la destruction du sac contenant la poudre non-fusible. L'enveloppe disparaît alors rapidement et la poudre tombe sur la couche de laitier où elle forme naturellement, c'est-à-dire sans aucune autre intervention ou précaution, un matelas solide pulvérulent assurant l'isolation thermique.L'opération se termine ensuite de la façon habituelle, et la phase de solidification en lingo tière se poursuit sans difficultés particulieres jusqu'à son terme. On obtient ainsi un lingot dont la structure reflète un processus de solidification de type habituel, prouvant par là que la couche supérieure solide a bien rempli son rôle d'isolant de la chaleur, et dont la propreté interne montre sans conteste l'efficacité de la couche inférieure du laitier en tant que "capteur" d'inclusions. Bien entendu, la mise en oeuvre de l'invention peut présenter quelques variantes. Par exemple, on peut se passer du support initial en carton et déverser la poudre fusible en lingotière dès l'apparition, au fond de cette dernière, du metal en fusion. Toutefois un avantage du support préalable consiste, on le comprend bien, à pouvoir disposer d'un temps suffisant pour répartir la quantité nécessaire de poudre de façon homogène avant la coule, c'est-à-dire sans préci pitation de la part de l'opérateur. De même, on peut ne pas faire usage du sac pendu en lingotière et verser la poudre fusible manuellement dès que la première couche est fondue. Là encore, on conçoit sans difficultés qu'un aspect avantageux de l'utilisation du sac réside dans un certain caractère d'automaticité du procéde selon l'invention, ce qui, en particulier, permet d'éviter à l'opérateur la tache peu agréable d'une surveillance visuelle de l'intérieur de la lingotiere. REVENDICATIONS 1. Poudre de couverture pour la coulée en source des metaux en fusion caractérisée en ce qu'telle présente une structure feuilletée en deux couches superposées, la couche inférieure en contact avec le métal coule étant composee de constituants d'un laitier fondant à basse temperature et la couche supérieure étant composée d'une matiere difficilement fusible et isolante dé la chaleur 2. Poudre de couverture selon la revendication 1 caractérise en ce que la couche inférieure comprend des adjuvants qui lui confèrent un caractère autofondant. 3. Poudre de couverture selon la revendication 2 caractérisée en ce que les adjuvents sont un melange de produits pulvérulents ayant les uns des proprietés oxydantes et les autres des propriétés réductrices. 4. Poudre de couverture selon la revendication 3 caractérisée en ce que les produits oxydants sont choisis parmi les nitrates de metaux alcalins ou les oxydes de fer. 5. Poudre de couverture selon les revendications 3 ou 4 caractérisée en ce que les produits réducteurs sont choisis parmi les désoxydants couramment utilises en sidérurgie tels que l'aluminium, ie silicium, etc...