Brevet FR2480156A2 — publié le 19811016

FR 2480156 A2 19811016 FR 8008402 A 19800415 2 4 2480156 Le brevet principal auquel se rattache le présent certificat d'addition a pour objet un procédé de réalisation d'ébauches métalliques dans lequel on déverse du métal, notamment de l'acier liquide, dans un moule de section circulaire, on refroidit de façon continue la paroi du moule, on effectue une rotation du métal liquide dans le moule à l'aide d'un premier ensemble d'inducteurs électromagnétiques à basse fréquence placé dans ou au niveau du moule et on extrait en continu l'ébauche à la partie inférieure du moule, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que l'on extrait l'ébauche en cours de solidification à la partie inférieure du moule selon un trajet courbe, que l'on effectue une rotation du métal dans la partie centrale de l'ébauche à l'aide d'un second ensemble d'inducteurs électromagnétiques à une fréquence comprise entre environ 50 Hz et environ 300 Hz placé dans le trajet courbe de coulée sensi- blement au niveau du moule de coulée, et que l'on tronçonne l'ébauche au-dessus dudit second ensemble d'inducteurs glectro- magnétiques. Le dispositif selon le brevet principal comprend un moule circulaire de coulée continue à paroi refroidie, des moyens pour alimenter le moule en métal, notamment en acier, liquide, des moyens pour extraire l'ébauche en cours de solidification au- dessous du moule, un premier ensemble d'inducteurs électroma- gnétiques à basse fréquence pour faire tourner le métal dans le moule, des moyens pour faire parcourir à l'ébauche sortant du moule un trajet courbe, un second ensemble d'inducteurs élec- tromagnétiques, à une fréquence comprise entre environ 50 Hz et environ 300 Hz pour faire tourner le métal dans la partie cen- trale de l'ébauche en cours de solification, disposés au niveau du moule vers la fin du trajet courbe de coulée et des moyens pour tronçonner l'ébauche à la sortie dudit second ensemble d'inducteurs électromagnétiques. L'ébauche obtenue dans ce dispositif était verticale et il était nécessaire de prévoir des moyens d'extraction et de basculement pour l'amener à l'horizontale. Le présent certificat d'addition vise à perfectionner le dispositif selon le brevet principal de manière à permettre par la mise en oeuvre du procédé selon le brevet principal d'obtenir des ébauches ayant d'excellentes qualités métallur- giques, comparables à celles obtenues par le dispositif selon le brevet principal, tout en simplifiant notablement les moyens -1- -2- 248015 6 d'extraction et de basculement, l'ébauche sortant du dispositif en position faiblement inclinée par rapport à l'horizontale. Le dispositif selon le présent certificat d'addition se caractérise essentiellement par le fait que le moule de coulée est incliné de manière que son axe longitudinal forme avec l'horizontale un angle compris entre environ 300 et environ 600 et que l'axe du trajet de coulée au niveau du second ensemble d'inducteurs forme avec l'horizontale un angle compris entre environ 50 et environ 250. Le trajet de coulée entre le moule et le second ensem- ble d'inducteurs comporte dans un premier mode de réalisation une première partie courbe à la sortie du moule, présentant un grand rayon de courbure, de préférence compris entre 5 et 30 mètres, prolongée par une partie sensiblement linéaire jusqu'au second ensemble d'inducteurs. Dans un second mode de réalisation, le trajet de coulée présente une courbure régulière à grand rayon entre le moule et le second ensemble d'inducteurs. Compte-tenu de l'inclinaison des deux ensembles d'in- ducteurs, il est nécessaire pour assurer une rotation régulière du métal autour d'un axe longitudinal lui-même incliné de réa- liser dans chacun d'eux un champ électromagnétique disymétrique, ce résultat étant atteint en ajustant les nombres de spires des bobines inductrices de façon à provoquer dans chaque ensemble d'inducteurs un déséquilibrage des forces magnétomotrices entre les pôles, le ou les pâles inférieurs devant présenter une force magnétomotrice supérieure à celle du ou des pôles supérieurs. Ainsi, pour l'ensemble d'inducteurs à basse fréquence dans le moule, dans le cas de l'utilisation d'un courant diphasé le déséquilibrage des forces magnétomotrices, c'est-à-dire du nombre d'ampèretours entre le pôle supérieur et le pôle inférieur est avantageusement compris entre 2 et 10 et dans le cas d'un courant triphasé en utilisant deux pôles supérieurs identiques et un pôle inférieur, le déséquilibrage est avantageusement compris entre 2 et 8. Pour le second ensemble d'inducteurs fonctionnant à une fréquence plus élevée comprise entre 50 et 300 Hz le déséquili- brage des forces magnétomotrices est avantageusement compris entre 1,5 et 6. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple -3- de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel: - La figure unique est une vue schématique du dispo- sitif selon la présente invention. Le dispositif selon la présente demande comporte un moule de section circulaire, de forme droite comme représenté, ou de forme courbe, conventionnelle, délimitée par une paroi in- térieure 2, par exemple en cuivre, derrière laquelle s'étend un espace annulaire 3 dans lequel, par des moyens en soi connus, on crée une circulation d'eau destinée à refroidir la paroi 2. A l'intérieur du moule 1 ou, en variante autour de celui-ci sont disposés avec un décalage angulaire déterminé des inducteurs 4 alimentés en un courant à basse fréquence, par exemple comprise entre 4 et 12 Hz. Dans l'exemple représenté, les inducteurs sont disposés à l'intérieur du moule dans l'espace 3 et sont ainsi eux-mêmes refroidis par l'eau qui y circule. Selon la présente invention, le moule est incliné de telle manière que son axe longitudinal forme avec l'horizontale un angle compris entre environ 300 et environ 600, par exemple d'environ 450. 9 Le moule est alimenté en métal liquide à partir d'un répartiteur 5, le métal liquide, tel que de l'acier, se refroi- dissant contre la paroi 2 du moule et une ébauche de section circulaire sortant à la partie inférieure du moule. Cette ébauche est extraite de façon continue par l'intermédiaire de galets 9 de guidage selon un trajet courbe. L'installation comprend en outre de manière conventionnelle des buses de refroidissement secon- daires (non représentées) dans le trajet de coulée, ainsi que des moyens pour extraire 1'ébauche et l'évacuer. Les champs électromagnétiques créés par les inducteurs 4 provoquent dans le métal liquide à l'intérieur du moule une rotation autour de l'axe vertical géométrique du moule, à l'in- térieur duquel il se forme ainsi un ménisque 10. Compte-tenu de l'inclinaison du moule, on introduit un déséquilibrage des forces magnétomotrices des pôles de l'ensemble d'inducteurs 4. Dans le cas d'un courant diphasé, le d9séqui- librage des forces magnétomotrices entre le pôle inférieur et le pâle supérieur est, par exemple pour une fréquence de 4 Hz et un angle d'inclinaison du moule de 450 de 8 pour un diamètre ex- térieur d'ébauche de 140 mm. Comme dans le brevet principal, on dispose vers la fin -4- du trajet courbe de coulée continue des inducteurs électroma- gnétiques 11 susceptibles d'entraîner en rotation le métal en cours de solidification dans la partie centrale de l'ébauche de façon à créer au centre de celle-ci un puits de longueur rela- tivement importante de section parabolique 12. Comme on le voit sur le dessin, le trajet courbe de coulée entre le moule 1 et les inducteurs 11 présente une pre- mière partie incurvée à rayon de courbure important, par exemple de l'ordre de 5 à 10 mètres suivie d'une partie droite formant avec l'horizontale, notamment dans la zone des inducteurs 11 un angle compris entre environ 50 et environ 250, de préférence de l'ordre de 150. On a par ailleurs schématisé en 13 des moyens de découpe de tronçons d'ébauche à la sortie du dispositif. Compte-tenu du trajet incliné de coulée dans la zone des inducteurs 11 on introduit également dans ceux-ci un désé- quilibrage des forces magnétomotrices entre les pôles. Ainsi, par exemple en utilisant pour les inducteurs 11 un courant triphasé à une fréquence de 200 Hz et pour un angle d'inclinaison de 150 le déséquilibrage entre les deux pôles supérieurs identiques et le pôle inférieur est d'environ 3 pour un diamètre extérieur d'ébauche de 140 mm. On a pu ainsi réaliser selon l'invention des ébauches creuses présentant d'excellentes qualités de peaux tant interne qu'externe. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coulée continue de métaux, notamment d'acier, comprenant un moule circulaire de coulée continue à paroi refroidie, des moyens pour alimenter le moule en métal, notamment en acier, liquide, des moyens pour extraire l'ébauche en cours de solidification au-dessous du moule, un premier ensemble d'inducteurs électromagnétiques à basse fréquence pour faire tourner le métal dans le moule, des moyens pour faire parcourir à l'ébauche sortant du moule un trajet courbe, un second ensemble d'inducteurs électromagnétiques à une fréquence comprise entre environ 50 Hz et environ 300 Hz pour faire tourner le métal dans la partie centrale de l'ébauche en cours de soli- dification, disposés au niveau du moule vers la fin du trajet courbe de coulée et des moyens pour tronconner l'ébauche à la sortie dudit second ensemble d'inducteurs électromagnétiques, caractérisé par le fait que le moule de coulée est incliné de manière que son axe longitudinal forme avec l'horizontale un angle compris entre environ 300 et environ 600 et que l'axe du trajet de coulée au niveau du second ensemble d'inducteurs forme avec l'horizontale un angle compris entre environ 50 et environ . 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le trajet de coulée entre le moule et le second ensemble d'inducteurs comporte une première partie courbe à la sortie du moule présentant un grand rayon de courbure, prolongée par une partie sensiblement linéaire jusqu'au second ensemble d'inducteurs. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le trajet de coulée présente une courbure régulière à grand rayon entre le moule et le second ensemble d'inducteurs. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu un désé- quilibrage des forces magnétomotrices entre les pôles de chaque ensemble d'inducteurs, le ou les pôles inférieurs présentant une force magnétomotrice supérieure à celle du ou des p8les supérieurs.