Brevet FR2504421A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne des moules pour la coulée continue d'aciers,comme des aciers à faible teneur en carbone, des aciers à teneur moyenne en carbone, des aciers à, forte teneur en carbone, des aciers inoxydables, des aciers alliés de qualités spéciales, etc. Le moule pour la coulée continue de plaques d'acier comprend une paire de plaques rectangulaires opposées, ayant l'une et l'autre des dimensions identiques et comportant cha- cune un grand côté pour définir l'épaisseur de la plaque d'a- cier, ainsi qu'une paire de plaques oblongues opposées, ayant chacune des dimensions identiques et présentant chacune un grand côté vertical pour définir la largeur de la plaque d'a- cier De façon classique, les plaques formant le moule sont en cuivre ou en alliage de cuivre à conductivité thermique élevée et elles comportent un placage ou un revêtement pro- tecteur analogue formé sur la surface interne des plaques (que l'on appelle ci-après "surface de base") Lors de 1 ' opé- ration de coulée, une poudre vitreuse,ou une matière lubri- fiante analogue ou capable de réduire le frottement,est pla- cée entre la surface interne du moule rev 9 tue (appelée ci- après "surface revêtue") et l'acier fondu, pour diminuer le frottement entre l'acier fondu ou les plaques d'acier, d'une part, et la surface revêtue, d'autre part Dans ce cas, la poudre fond sous l'effet de la chaleur émanant de l'acier fon- du, et sert ainsi de lubrifiant. La Demanderesse a effectué des recherches poussées pour réduire des difficultés fréquemment rencontrées dans le cas de moules classiques pour la coulée continue,comme: la diminution de la durée de vie du moule, que l'on peut attri- buer aux dégâts subis par une partie de la surface revêtue mise au contact de l'acier fondu que l'on coule; l'écaillage ou l'usure résultant de l'adhérence de gouttelettes d'acier fondu à la surface revêtue, etc Ces recherches ont abouti à de nombreuses inventions (brevets japonais examinés et pu- bliés sous les N 2 50733/1977; 50734/1977; 37562/1979; 40341/1980, etc) Cependant, on désire maintenant proposer pour la coulée continue des moules ayant de bien meilleures propriétés et un bien meilleur rendement ou comportement car, avec le progrès existant dans la technique de la coulée con- tinue, les moules servent depuis peu dans des conditions plus dures de coulée, comme des débits supérieurs de coulée. L'ob Jet de la présente invention consiste à propo- ser des moules pour la coulée continue de l'acier, qui ont de meilleures propriétés et un meilleur comportement et, donc, une durée prolongée de service. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparattront mieux à l'examen de la description suivante, faite à titre illustratif et nullement limitatif. La présente invention propose des moules en cuivre ou en alliage de cuivre pour la coulée continue de l'acier, moules qui comprennent une surface de base rugueuse, un pre- mier placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages formé sur la surface de base et un second placage de chrome formé sur le premier placage. Les recherches de la Demanderesse ont montré que l'on parvient à l'objet précité en formant des couches spé- cifiques de placage sur une surface de base regueuse, con- trairement au concept connu en pratique Le concept classique considère que la surface revêtue doit être aussi lisse que cela est économiquement possible, pour réaliser le plus faible frottement entre l'acier fondu ou les plaques d'acier, d'une part, et la surface revêtue, d'autre part, et pour conférer aux plaques d'acier la surface la plus lisse possible En d'autres termes, on a pensé que plus la surface rev 8 tue est lisse et plus le moule peut durer longtemps et meilleure est la surface des plaques d'acier Jusqu'à présent, on a utilisé des moules lisses dont la surface de base et la surface revg- tue ont un fini spéculaire Cependant, les recherches de la Demanderesse révèlent l'apparition des problèmes suivants dans le cas des moules ayant une surface extrêmement lisse (i) Lorsque la surface revêtue présente un carac- tere lisse poussé, le lubrifiant se déplace rapidement lors de son contact avec des plaques d'acier en mouvement et il est ainsi distribué de façon inégale sur la surface revêtue Dans les cas extrê nes, il y a sur certaines parties de la surface présence de peu ou de pas de matière lubrifiante entre l'a- cier fondu et la surface revêtue Ces parties subissent une abrasion par la plaque d'acier, ce qui augmente le frottement entre les parties usées par abrasion et la plaque ainsi que la résistance à l'enlèvement de la plaque Il en résulte la rupture d'une mince couche externe d'acier solidifié, de sorte qu'il se produit une usure ou cassure. (ii) Une distribution irrégulière de la matière lubrifiante s'obtient en présence d'un excès de lubrifiant sur certaines parties de la surface revêtue Dans de telles par- ties, il se produit un refroidissement insuffisant de l'acier fondu et de la plaque d'acier en raison de la faible conduc- tivité thermique du lubrifiant Ainsi, il se forme une pelli- cule extrêmement mince d'acier solidifié, qui est susceptible de provoquer une usure de rupture Ce phénomène risque de se produire lorsqu'on utilise une grande quantité de lubrifiant pour tenter de l'étaler sur la totalité de la surface revêtue. (iii) De grandes quantités de la matière lubrifiante tendent à être présentes dans les recoins du moule de coulée. L'excès de lubrifiant dans les coins et recoins risque d'y provoquer une rupture et de retarder la formation d'une couche superficielle solidifiée dans les coins de la plaque d'acier, ce qui tend à créer des craquelures en étoile. (iv) Puisque le lubrifiant est facilement enlevé du moule avec la plaque qu'on en retire, il faut fréquemment placer une nouvelle quantité de lubrifiant dans le moule, ce qui nécessite donc des opérations fastudieuses et de grandes quantités de lubrifiant et ce qui est donc économiquement dé- favorable. (v) Lorsqutau moins deux placages protecteurs sont formés sur la surface de base, la différence d'allongement entre les matières métalliques peut entraîner de grandes con- traintes dans le placage externe, et y former des craquelures. La formation de craquelures diminue la durée de service utile du moule et nuit à la qualité des plaques d'acier obtenues. D'un point de vue classique, on peut supposer que la surface des plaques d'acier risque d'être détériorée lors- qu'on utilise les moules de la présente invention présentant une surface revêtue inégale Cependant et de façon inattendue, on constate que les moules de la présente invention peuvent donner par coulée des plaques d'acier dont la qualité est com- parable à celle des plaques d'acier obtenues à l'aide des mou- les classiques ou leur est même supérieure Avec les présents moules, le lubrifiant est retenu de façon uniforme dans les fines "vallées" de la surface inégale Cette rétention empé- che essentiellement qu'une rupture ou des craquelures se for- ment dans les coins par suite d'une quantité insuffisante ou excédentaire de lubrifiant Puisque la matière lubrifiante initialement fournie reste pour la plupart et se maintient dans les fines vallées de la surface non plate, on diminue forte- ment la fréquence de fourniture de la matière lubrifiante ain- si que la quantité totale de lubrifiant nécessaire En outre, selon la présente invention, il ne se produit virtuellement pas de craquelures sur le placage en alliage, sur sa couche d'oxydation ou sur le placage de c:arome formé comme couche supérieure, de sorte que la durée de service du moule est pro- longée et que l'on obtient par coulée des plaques d'acier de meilleure qualité Plus particulièrement, la formation de craquelures est évitée dans la couche de placage, car la dif- férence de contrainte thermique entre la surface de base et la couche de placage formée sur la surface de base ou entre les couches respectives est modérée par la plus grande aire de surface provenant de l'irrégularité de ladite surface. Le moule de la présente invention est semblable par sa structure de base à des moules classiques en cuivre ou en alliage de cuivre, destinés à la coulée continue de l'acier. Le présent moule a une rugosité de surface d'environ 20 à, environ 200 S, de préférence environ 50 à environ 150 S, selon la norme industrielle japonaise B 0601 Avec une rugosité de surface inférieure à 20 S, il est difficile d'assurer la ca- ractéristique de meilleure lubrification voulue et d'empê- cher de façon satisfaisante la formation de craquelures dans le placage externe Une surface inégale, dont la rugosité de surface est supérieure à 200 S, est défavorable car les opéra- tions de coulée usent nettement les sommets des crêtes ou bosses de la surface irrégulière La surface irrégulière vou- lue peut être telle que,lorsqu'on la regarde au microscope et à l'échelle macroscopique, elle présente des bosses et des vallées ou creux infinitésimaux régulièrement distribués, ou elle est telle qu'ils sont presque uniformément distribués à l'échelle microscopique mais irrégulièrement distribués à l'échelle macroscopique Sont également intéressantes des dis- positions ondulées comprenant des séries de creux et de bos- ses disposés en parallèle Avec des dispositions ondulées, il vaut mieux aligner la série des creux et des bosses dans le sens de l'écoulement de l'acier fondu qui est coulé, bien qu'il n'existe pas de limitations particulières concernant la direction de cet alignement La surface non plate peut être produite par n'importe quel procédé convenable, comme un sa- blage ou grenaillage, un usinage mécanique par un outil de façonnage ou un procédé analogue, un procédé comprenant la formation de petites parties partiellement masquées et l'at- taque sélective de parties non masquées à la surface de base, un procédé comprenant le déplacement sur la surface de base d'un rouleau présentant de faibles protubérances ou de toutes petites ondulations pour créer une empreinte sur la surface de base, etc Habituellement, les couches de placage, qui seront décrites ci-après, sont formées sur la surface rugueuse ainsi obtenue En outre, avec les nouveaux moules en cuivre ou en alliage de cuivre, il est possible d'effectuer le trai- teinent destiné à réaliser une surface irrégulière après la formation d'une seule couche de placage, de deux couches de placage ou de trois couches de placage directement sur la surface de base. Selon la présente invention, on forme sur la surface de base l'un des placages (a) à\ (d) qui sera décrit ci-après (a) On forme, par électroplacage sur la surface de base, une première couche de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages, et l'on applique sur la première couche une seconde couche de chrome Bien qu'elle varie selon le genre d'acier, les dimensions du moule, etc, l'épaisseur préférée du placage de nickel et/ou de cobalt est d'environ 195 à en- viron 2950 microns et celle du placage de chrome d'environ 5 à environ 50 microns, donc l'épaisseur totale voulue est d'en- viron 200 à environ 3000 microns On préfère encore davantage une première couche d'environ 300 à environ 1000 microns d'é- paisseur et une seconde couche d'environ 10 à environ 20 mi- crons d'épaisseur,ces couches ayant une épaisseur totale d'en- viron 310 à environ 1020 microns Lorsque le placage de nickel et/ou de cobalt a une épaisseur supérieure à 2950 microns, des craquelures risquent de se produire à l'intérieur du mou- le à un niveau auquel la surface revêtue est en contact avec le ménisque d'acier fondu placé dans le moule Dans ce cas, de larges craquelures péhètrent parfois jusqu'à 2,5 fois l'é- paisseur des couches de placage, c'est-à-dire qu'elles pénè- trent dans le cuivre du moule Avec une épaisseur inférieure à 195 microns, la première couche a une faible résistance à, l'abrasion de sorte qu'une partie du cuivre risque d'être ex- posée, particulièrement à la partie-inférieure de la surface revêtue, au début de l'opération de coulée continue Une cou- che de chrome de placage de plus de 50 microns d'épaisseur tend à produire des craquelures locales qui contribuent à la séparation de la couche et risquent d'atteindre la couche de nickel et/ou de cobalt, même lorsque la couche est si irré- gulière qu'elle peut distribuer et modérer la contrainte ther- mique de la couche supérieure Une S(C On e coucle de moins de 5 microns d'épaisseur peut localement présenter une adhérence médiocre à, la première couche ou produire des pi- qûres d'épingl-e ou des défauts analogues, en n'étant donc pas capable de réaliser l'effet voulu et en étant donc indési- rable Le terme "nickel", tel qu'on l'utilise ici, comprend des matières à base de nickel contenant environ 0,2 à environ 3 % de cobalt à titre d'impuretés. (b) Sur la surface de base, on applique une pre- mière couche de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages, sur laquelle on forme une seconde couche d'un alliage compre- nant 3 à 20 % en poids de phosphore et/ou 2 à 15 % en poids de bore, avec du nickel et/ou du cobalt pour constituer le reste Lorsqu'elle contient de plus faibles quantités de phosphore et/ou de bore, la seconde couche tend à présenter une plus faible résistance thermique et une plus faible dure- té Mais l'utilisation de ces éléments en de plus grandes proportions conduit à un inconvénient économique Bien qu'il puisse être appliqué par électrodéposition, le placage du se- cond alliage est de préférence formé par un mode opératoire de placage sans passage de courant ou électrolyse, car ce mode opératoire produit habituellement de fins cristaux et donne facilement un placage d'épaisseur uniforme, que la surface de base soit plane ou incurvée u que la surface de base du mou- le ait la forme d'un tube à section en quadrilatère ou la for- me d'un cylindre L'épaisseur de la première couche et de la seconde couche, bien que variable selon la température de coulée, le genre d'acier, les dimensions du moule, etc, est habituellement d'environ 30 à environ 1900 microns et d'en- viron 10 à 100 microns, respectivement, l'épaisseur totale voulue étant d'environ 40 à, 2000 microns et encore mieux d'en- viron 100 à environ 1000 microns et d'environ 20 à environ 60 microns, respectivement, l'épaisseur combinée étant d'environ à environ 1060 microns La première couche est interposée entre la matière à base de cuivre et la seconde couche dont les propriétés diffèrent de celles du cuivre, et cette pre- mière couche peut donner à la seconde couche la résistance voulue contre des charges thermiques, mécaniques et diverses autres charges et elle peut servir de couche tampon destinée à permettre à la seconde couche de jouer son r 8 le de façon satisfaisante Une première couche dont l'épaisseur est in- férieure à 30 microns ne réussit pas à répondre à de telles exigences Une première couche dont l'épaisseur est supérieure à 1900 microns risque de produire des craquelures sous l'ef- fet d'une grande chaleur et d'entraîner un refroidissement insuffisant du moule en cas de coulée à grande vitesse Une seconde couche dont l'épaisseur est inférieure à, 10 microns a une faible résistance à l'abrasion, alors que celle ayant plus de 100 microns d'épaisseur risque de provoquer des cra- quelures et d'endommager le moule par suite d'un refroidisse- ment insuffisant de celui-ci en raison de la faible conducti- vité thermique de l'alliage de la seconde couche. (c) Une troisième couche de chrome de placage for- mée sur la seconde couche précitée en (b) peut prolonger la durée de service du moule Le placage de chrome peut 9 tre ap- pliqué par électroplacage usuel Un placage de chrome peut très efficacement empocher l'adhérence d'éclaboussures d'a- cier fondu, adhérence qui risque sinon, de se produire lors de l'arrivée initiale de l'acier fondu La troisième couche a habituellement une épaisseur d'environ 5 à environ 100 mi- crons, de préférence environ 10 à environ 30 microns. (d) On forme une couche oxydée en oxydant la sur- face de la seconde couche décrite ci-dessus en (b) Cette couche peut aussi empêcher remarquablement bien l'adhérence d'éclaboussures d'acier fondu se produisant lors de l'arrivée initiale de l'acier fondu L'oxydation en surface de la cou- che peut être réalisée par des procédés classiques d'oxyda- tion comme ceux dans lesquels la seconde couche de l'alliage, constituant l'anode, est oxydée par électrolyse dans une so- lution aqueuse d'hydroxyde de sodium ou d'une matière alcaline analogue, ou ceux dans lesquels la surface de la couche d'al- 2 c O 4421 liage est chauffée par un brûleur à gaz dans l'atmosphère (procédé d'oxydation à, la flamme) La couche oxydée a une épaisseur d'au moins 0,001 micron environ, et a de préférence jusqu'a environ 0,5 micron d'épaisseur. Le moule de la présente invention possède les ca- ractéristiques combinées de la formation d'une surface de base irrégulière et de l'application de couches protectrices spécifiques, ce qui peut donner de remarquables-résultats: la prolongation de la durée de service du moule, des amélio- rations de la qualité de la plaque d'acier et une diminution de la quantité de lubrifiant à utiliser. Les exemples non limitatifs suivants illustrent de façon plus détaillée la présente invention. Exemple 1. Sur une partie de la surface de base, autre qu'une partie destinée à venir au contact de l'acier fondu, d'un mou- le en cuivre ( 300 mm de largeur x 1300 mm de longueur x 800 mm de hauteur) pour la coulée continue de plaques d'acier, on applique une composition de revêtement à base de chlorure de vinyle comme masque On dégraisse le moule en l'immergeant à C durant 30 minutes dans une solution aqueuse contenant g d'hydroxyde de sodium par litre, 30 g de carbonate de sodium par litre et 5 g d'un tensioactif anionique par litre, * puis on le lave h l'eau On le soumet ensuite à un dégraissage électrolytique dans une solution aqueuse contenant 35 g d 1 hy- droxyde de sodium par litre, 160 g d'orthosilicate de sodium par litre et 10 g d'un tensioactif anionique par litre, à la température de 552 C à une densité de courant à la cathode de A/dm durant 3 minutes On lave à l'eau le corps du moule ainsi dégraissé puis on l'active en l'immergeant à la tempé- rature ordinaire durant 15 minutes dans une solution aqueuse à 5 % d'acide sulfurique Après lavage à l'eau, on soumet le moule à un électroplacage en l'immergeant dans un bain conte- nant 450 g de sulfamate de nickel par litre, 40 g de chlorure de nickel par litre, 20 g d'acide borique par litre et 3 g de naphtalène-trisulfonate de sodium par litre, à la tempé- rature de 509 C et à un p H de 4,5, à une densité de courant à la cathode de 1,5 A/dm durant 30 heures tout en filtrant con- tinuellement le bain, de manière à former sur le corps du mou- le un placage de nickel de 550 microns d'épaisseur On soumet ensuite le corps du moule à un électroplacage dans un bain contenant par litre 320 g d'acide chromique anhydre, 0,8 g d'acide sulfurique et 5 g de silicofluorure de potassium, à la température de 509 C, à une densité de courant à la cathode de 25 A/dm durant 40 minutes pour former, sur le placage de nickel, un placage de chrome de 10 microns d'épaisseur. On traite de la même façon que ci-dessus la surface de base de cinq autres moules On soumet les moules à des es- sais de coulée continue de plaques en acier à faible teneur en carbone à la vitesse de coulée de 0,8 m/min pour vérifier comment la surface inégale de chaque moule influe sur la for- mation de craquelures et sur la séparation de la couche de chrome, sur la durée de service du moule et sur l'aspect de la surface des plaques d'acier obtenues Le tableau I montre les résultats obtenus Avant l'électroplacage, la surface de base du moule a été usinée par un outil de façonnage de façon à obtenir une rugosité spécifique de surface telle que la série des tou L petits creux et bosses de la surface irrégu- lière soit disposée dans le sens de l'écoulement de l'acier fondu coulé. TABLEAU I Rugosité Essai de n O surface Aspect de la chrome après Craque- lures couche de charges* Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des pla- ques (après 100 charges) Quantité de poudre vitreuse utilisée (kg/t d'acier fondu) 1 moins de constatées constatée S localement 150 normal 0, 50 2 25 S néant néant 300 bon 0,45 3 70 S néant néant 350 excellent 0,35 4 150 S néant néant 550 excellent 0,35 200 S néant** néant 600 bon 0,30 6 250 S néant néant 300 bon 0,40 * Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes ** Usure par abrasion dans les coins kr c> ré 3 O a a Il ressort du tableau I que les moules de la pré- sente invention ont une durabilité remarquable et donnent des plaques d'acier de meilleure qualité, avec une diminution mar- quée des quantités de la matière lubrifiante vitreuse utili- sée Les essais montrent que lorsque l'on utilise les moules à surface rugueuse, on diminue d'environ 20 à environ 30 % la quantité de poudre vitreuse, en comparaison de quantités de l'ordre de 0,45 à 0,5 kg/t utilisées dans le cas des moules classiques. Exemple 2. On déplace sur la surface de base d'un moule en cui- vre, de dimensions identiques à celles des moules utilisés dans l'exemple 1, un rouleau comportant des ondulations très petites afin de former une rugosité de surface de 70 S On ré- pète le même mode opératoire que ci-dessus pour obtenir neuf autres moules de surfaces semblables Sur la surface de base des moules, on forme des premières couches ayant la composi- tion et l'épaisseur indiquées sur le tableau II, et des se- condes couches de chrome de 20 microns d'épaisseur On utilise les moules pour la coulée continue d'aciers à faible teneur en carbone, en opérant de la même façon qu'à l'exemple 1 Le tableau II montre les résultats obtenus. TABLEAU II Première couche Composition (% en Essai poids) n 9 Ni Co Epaisseur (micronls) Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques d'acier (après 200 charges) Bon Excellent Bon Normal Bon Bon Normal Bon Normal Normal 1 50 1 80 r%) kr, 0 > -j: J:'\ Exemple 3. ( 1) Formation d'une surface rugueuse. On usine 'à l'aide d'un outil de façonnage une par- tie de la surface de base, destinée à venir au contact de l'a- cier tondu, d'un moule ( 300 mm de largeur x 1300 mm de lon- gueur x 800 mmn de hauteur), pour la coulée continue de pla- ques en acier, de façon que la série des creux et bosses in- finitésimaux de la surface rugueuse soit disposée dans le sens de l'écoulement de l'acier fondu versé. (ii) Prétraitement. On masque, à l'aice d'une composition de revetement à base de chlorure de vinyle, la partie de la surface de base du moule autre que celle destinée à venir au contact de l'a- cier fondu On dégraisse le corps du moule en l'immergeant à 50 C durant 40 minutes dans une solution aqueuse contenant par litre 50 g d'hydroxyde de sodium, 25 g de carbonate de sodium et 5 g d'un tensioactlf anionique On lave le moule à l'eau et on le dégraisse par vole électrolytique dans une so- lution aqueuse contenant par litre 30 g d'hydroxyde de so- dium, 150 g d'orthosillcate de sodium et 10 g d'un tensioactlf anionique, à la température de 60 C à une densité de courant à la cathode de 10 A/dm durant 2 minutes Puls on lave à nouveau le corps du moule à l'eau et on l'active en le plon- geant durant 10 minutes dans une solution aqueuse à 5 % d'a- cîde sulfurique à la température ordinaire. Viii) Formation d'un placage de nickel. On lave à l'eau le corps de moule ainsi activé et on le soumet à électroplacage dans un bain contenant par li- tre 500 g de sulfamate de nickel, 30 g de chlorure de nickel, 10 g d'acide borique et 3 g de naphtalène-trisulifonate de so- dium, à la température de 450 C, à un p H de 4,8 et à une den- slté de courant à la cathode de 1 A/dm 2 durant 10 heures tout en filtrant le bain, pour former un placage de nickel de 120 microns d'épaisseur. (iv) Formation d'un placage d'alliage. On lave à l'eau le moule, co nportant un placage de nic Xel forme sur sa surface de base, et on le soumet à un mode opératoire de placage sans passage d'électricité (sans électrolyse) par immersion dans un bain contenant par litre g de sulfate de nickel, 180 g de citrate de sodium et 18 g d'hydrophosphite de sodium, à la température de 902 U et à un p H de 12 durant 8 heures, pour former un placage de 23 microns d'épaisseur d'un alliage de nickel et de phosphore contenant 88 % en poîds de nickel et 12 % en poids ae phosphore On la- ve ensuite à l'eau le corps du moule et on le sèche On en- * lève la composition de revêtement de la zone masquée. On traite de la mëme façon que ci-dessus six autres moules. On utilise les moules pour la coulée continue d'un acier à teneur moyenne en carbone, à une vitesse de coulée de 0,8 m/min, et l'on examine pour voir l'effet de la surface inégale du moule sur la formation de craquelures et la sépa- ration du placage d'alliage, la durée de service du moule et l'aspect de la surface des plaques d'acier obtenues Le ta- bleau III montre les résultats obtenus. TABLEAU III Rugosité Essai de n 9 surface Aspect de la couche supérieure après charges * Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques d'acier (après 100 charges) Normal Bon Bon Excellent Excellent Bon Normal * Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes. ** La marque "A" indique sur le tableau III (et dans d'autres tableaux ciaprès) la formation de petites craquelures qui ne g 9 nent cependant pas l'opération de coulée. *** La marque "B" indique sur le tableau III (et dans d'autres tableaux apparais- sant ci-après) l'existence de petites craquelures et de crêtes érodées par abrasion de bosses, enant l'opération de coulée. moins de A ** Néant Néant Néant Néant B *** Né ant Néant Néant Néant Néant Néant Néant Il ressort du tableau I Ii que les moules selon la présente invention ont une excellente durée de service et don- nent des plaques d'acier de meilleure qualité En outre, les moules de la présente invention, à surfaces irrégulières, en- trainent une diminution d'environ 20 à 30 % de la quantité de poudre vitreuse utilisée, en comparaison des quantités de 0,45 à 0,5 kg/t utilisées dans le cas des moules classiques. Exemple 4. Or usine, à l'aide d'un outil de façonnage, de la même façon qu'à l'exemple 3 la surface de base d'un moule de cuivre semblable à celui utilisé dans l'exemple 3 pour obte- nir une rugosité de'surface de 100 S On traite de la même fa- çon que ci-dessus neuf autres moules Puis l'on forme sur la surface de base des moules une première couche puis une-secon- de couche, respectivement, ayant la composition et l'épaisseur indiquées au tableau IV ci-après On utilise les moules à sur- faces ainsi traitées pour la coulée continue d'aciers à teneur moyenne en carbone, de la même façon qu'à l'exemple 3 Le ta- bleau IV montre les résultats obtenus. TABLEAU IV Première couche Composition (% en Epaisseur Essai poids) (microns) n Q Ni Co Seconde couche Composition (% en Epaisseur poids) (microns) Ni Co P B Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la sur- face des plaques (après 200 char- ges) 40 20 20 20 500 95 a; Y_ 12 7 34 30 4 30 4 30 30 9 500 3 20 8 30 3 30 6 30 6 4 30 Bon Bon Bon Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal N) ul ou 59. ro - Co Exemple 5. (i) Formation d'une surface rugueuse. On usine, de la m 9 me façon qu'à l'exemple 3, un mou- le en alliage de cuivre contenant 1 % de chrome ( 200 mm de large x 1300 mm de long x 700 mm de hauteur) pour la coulée continue de l'acier, afin d'obtenir une surface non plate. (ii) Prétraitement. On effectue le même prétraitement qu'à l'exemple 3. (iii) Formation d'un placage de cobalt. Après activation, on lave à l'eau le corps du moule et on le soumet à électroplacage en l'immergeant à 700 C du- rant 15 heures dans un bain contenant, par litre, 260 g de chlorure de cobalt et 30 g d'acide borique et ayant un p H de 4,5, à une densité de courant à la cathode de 1 A/dm, pour former un placage de cobalt de 170 microns d'épaisseur. (iv) Formation d'un placage en alliage. On lave à l'eau le moule, comportant un placage de cobalt formé sur sa surface de base, et on le soumet à un mode opératoire de placage sans passage de courant (sans électro- lyse) en l'immergeant dans un bain contenant, par litre, 30 g de sulfate de nickel, 140 g de citrate de sodium et 18 g d'hypophosphite de sodium, à la température de 902 C et à un p H de 10 durant 10 heures, pour former un placage de 30 mi- crons d'épaisseur d'un alliage de nickel-phosphore contenant 93 % en poids de Ni et 7 % en poids de P. (v) Formation d'un placage de chrome. On lave à l'eau le corps du moule comportant le placage en alliage ainsi formé et on le soumet à un électro- placage, par-dessus le placage en alliage, en le plongeant dans un bain contenant, par litre, 320 g d'acide chromique an- hydre, 0,8 g d'acide sulfurique et 5 g de silicofluorure de potassium, à la température de 50 PC, en opérant à une densité de courant à la cathode de 25 A/dm durant 60 minutes, pour former un placage de chrome de 15 microns d'épaisseur. On lave le moule à l'eau et on le sèche On enlève 2 ci 4421 la composition de revêtement de la zone masquée Puis on uti- lise le moule pour la coulée continue d'aciers inoxydables, à une vitesse de coulée de 0,8 m/min. On soumet au même mode opératoire que ci-dessus six autres moules que l'on utilise pour la même opération de coulée Le tableau V montre les résultats obtenus. TABLEAU V Rugosité Essai de n 1 surface Aspect de la couche supérieure après 100 charges* Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques (après 100 charges) moins de 105 1 505 A A A Né ant Né ant Né ant B Néant Néant Néant Néant Néant Né ant Né ant Normal Bon Bon Excellent Excellent Bon Normal Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes. * N r O en J. On constate que les moules utilisés dans le présent exemple ont une durée de service remarquable et donnent des plaques en acier de meilleure qualité On diminue de 20 à 30 % les quantités de la, poudre vitreuse utilisée, en comparaison des quantités utilisées dans le cas de moules classiques. Exemple 6. (i) Formation d'une surface rugueuse. On usine à l'aide d'un outil de façonnage un moule en cuivre, semblable à celui de l'exemple 3, pour obtenir une surface de base inégale. (ii) Prétraitement. On répète le même mode opératoire qu'à l'exemple 3. (iii) Formation d'un placage en nickel-cobalt. Après l'activation, on lave à l'eau le corps du moule et on le soumet à électroplacageen l'immergeant dans un bain contenant, par litre, 300 g de chlorure de cobalt, 40 g de chlorure de nickel et 20 g d'acide borique, à la tempéra- ture de 700 C, à un p H de 4,5 et à une densité de courant à la cathode de 1 A/dm, durant 10 heures, tout en filtrant conti- nuellement le bain, de sorte que l'on forme un placage de 130 microns d'épaisseur contenant 15 % en poids de nickel et 85 o en poids de cobalt. (iv) Formation d'un placage en alliage. On lave à l'eau le corps de moule comportant sur la surface de base un placage de nickel-cobalt et on le soumet à un mode opératoire de placage sans passage de courant (sans électrolyse) en le plongeant durant 7 heures à 850 C dans un bain contenant, par litre, 28 g de chlorure de nickel, 30 g de citrate de sodium et 3 g de borohydrure de sodium, à un p H de 9, pour former un placage de 32 microns d'épaisseur en un alliage consistant en 97 o en poids de nickel et 3 % en poids de bore. (v) Formation d'un placage de chrome. On forme, de façon semblable à l'exemple 1, un pla- cage de chrome de 20 microns d'épaisseur. On lave le moule à l'eau et on le sèche Puis on enlève de la zone masquée la composition de revêtement, ce qui donne le moule selon la présente invention. On traite de la même façon que ci-dessus six autres moules. On utilise les moules pour la coulée continue d'a- ciers à faible teneur en carbone, à une vitesse de coulée de 1,0 m/zin. Le tableau VI ci-après montre les résultats obtenus. TABLEAU VI Rugosité Essai de n O surface Aspect de la couche supérieure après 100 charges* Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface de plaque (après 100 charges) moins de 105 1 OOS A A Néant Néant Néant B B Né ant Né ant Né ant i Né ant Né ant Néant Néant Normal Bon Bon Excellent Excellent Bon Bon Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes. * r% -., Ainsi qu'il ressort du tableau VI, les moules uti- lisés dans le présent exemple s'avèrent remarquables pour la possibilité de service et donnent des plaques d'acier de meil- leure qualité On réduit de 20 à 30 % en moyenne les quanti- tés de la poudre vitreuse utilisée. Exemple 7. (i) Formation d'une surface rugueuse. On usine de la même façon qu'à l'exemple 3 un moule en cuivre ( 400 mm de largeur x 1500 mm de longueur x 700 mm de hauteur) pour la coulée continue de plaques d'acier pour obte- nir une surface de base inégale. (ii) Prétraitement. On répète un mode opératoire semblable à celui de l'exemple 3. (iii) Formation d'un placage de nickel. Après l'activation, on lave à l'eau le corps du moule et on le soumet à électroplacage en l'immergeant dans un bain contenant, par litre, 450 g de sulfamate de nickel et g d'acide borique, à la température de 552 C et à un p H de 3,1 en opérant à une densité de courant de cathode de 2 A/dm 2 durant 26 heures pour former un placage de nickel de 500 mi- crons d'épaisseur. (iv) Formation d'un placage en alliage. On lave à l'eau le corps de moule, sur la surface rugueuse duquel un placage en nickel a été formé, et on le soumet à un mode opératoire de placage sans passage de cou- rant (sans électrolyse) en le plongeant dans un bain conte- nant, par litre, 20 g de sulfate de nickel, 10 g de chlorure de cobalt, 60 g de citrate de sodium et 20 g d'hypophosphite de sodium, à la température de 852 C et à un p H de 4,8, du- rant 20 heures, pour former un placage de 67 microns d'épais- seur en un alliage contenant 62 % en poids de nickel, 26 % en poids de cobalt et 12 % en poids de phosphore. (v) Formation d'un placage de chrome. On forme, de façon semblable à l'exemple 3, un pla- cage de chrome de 25 microns d'épaisseur. On lave le corps du moule à l'eau et on le sèche. On enlève de la zone masquée la composition de revêtement, ce qui donne le moule de la présente invention. On traite de façon semblable à ce qui a été décrit ci-dessus six autres moules. On utilise ces moules pour la coulée continue d'a- ciers à haute teneur en carbone, à une vitesse de-coulée de 1,5 m/min. Le tableau VII montre la capacité de durée des mou- les et indique l'aspect de la surface des plaques d'acier. TABL:AU VII Rugosité Essai de n 9 surface Aspect de la couche supérieure après 100 charges* Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques (après charges) 1 moins de 105 B A A Néant Néant Néant B trouvée le long de toutes peti- tes craquelures Néant Néant Néant Néant Néant Néant Normal Normal Bon Excellent Excellent Excellent Bon Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes r Q &-LI * -.f Les moules utilisés dans le présent exemple don- nent les résultats remarquables indiqués au tableau VII On diminue de 20 à 30 %, en comparaison des quantités à utiliser dans des moules classiques, les quantités de la poudre vi- treuse utilisée. Exemple 8. On usine à l'aide d'un outil de façonnage, sur la partie de la surface de base à mettre en contact avec l'acier fondu, un moule en cuivre de dimensions identiques à celles du moule utilisé dans l'exemple 7, pour obtenir une rugosité de surface de 70 S, de façon que les creux et les bosses de la surface irrégulière s'étendent dans la direction de l'écoule- ment de l'acier fondu On traite de la même façon que ci-des- sus neuf autres moules de manière à obtenir une rugosité de surface semblable On forme des premières couches sur les sur- faces de base et des secondes couches sur les premières cou- ches, chaque couche ayant la composition et l'épaisseur indi- quées au tableau VIII Sur chaque seconde couche, on applique une couche de chrome de 10 microns d'épaisseur. On utilise ces moules pour la coulée continue d'a- ciers à haute teneur en carbone, en opérant de la même façon qu'à l'exemple 7 Le tableau VIII ci-après montre les résul- tats obtenus. TABLEAU VIII Première couche Essai Composition Epaisseur ng (% en poids) Ni Co (microns) Seconde couche Composition (% en poids) Ni Co P B Epaisseur (microns) Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la sur- face des plaques (après 200 char- ges) 1 95 5 2 95 5 3 95 5 4 70 30 70 30 6 80 20 7 95 5 8 95 5 9 95 5 60 40 300. 4 1 89 3 8 - 91 4 5 62 27 11 - 4 11 - 91 4 5 86 3 1 l - 4 6 - 4 6 - 53 35 10 2 Excellent Excellent Bon Normal Bon Excellent Bon Excellent Bon Normal DO Ln r\) Exemple 9. (i) Formation d'une surface rugueuse. On usine de la même façon qu'à l'exemple 3 un moule réalisé en un alliage de cuivre contenant 1 % en poids d'ar- gent ( 280 mm de largeur x 1000 mm de long x 700 mm de hauteur) pour obtenir une surface inégale. (ii) Prétraitement. On répète le même mode opératoire qu'à l'exemple 3. (iii) Formation d'un placage de nickel. Après l'activation, on lave à l'eau le corps du moule et on le soumet à électroplacage en l'immergeant durant 11 heures dans un bain à 550 C contenant, par litre, 450 g de sulfamate de nickel et 25 g d'acide borique, à un p H de 3,1, avec une densité de courant à la cathode de 2 A/dm 2, pour for- mer un placage de nickel de 200 microns d'épaisseur. (iv) Formation d'u placage ^ 4 e On lave à l'eau le corps i-oa i'e éiecÂtroplaqu 6 ete dessus et on l'immerge durant 10 hrers &ls untoiat 4 é pla- cage sans passage de ceurant d'éXle blye, ontan% paiy-1 '. tre 40 g de chlorure de cobalt, 15 em 3 d'tiyi nediaui$, t Og de citrate de sodium, 15 g d'hypophosphite êe sodium et 3 g de borohydrure de sodium, à la température de 800 C et à, un p H de 12,0, pour former un placage de 37 microns d'épaisseur en un alliage consistant en 86 % en poids de cobalt, 9 % en poids de phosphore et 5 % en poids de bore On continue ensuite une électrolyse durant 10 minutes à la température ambiante à une densité de courant d'anode de 20 A/dm en faisant passer du courant dans une solution aqueuse contenant 100 g/l d'hy- droxyde de sodium, pour former une couche oxydée d'environ 0,1 micron d'épaisseur. On lave ensuite à l'eau le corps du moule et on le sèche On enlève de la zone masquée la composition de rev S- tement On refroidit à l'eau la surface externe du moule tout en chauffant uniformément durant 40 minutes, à l'aide d'une flamme de chalumeau oxygène-propane, la surface interne du moule On traite de la mgme façon que ci-dessus six autres moules On utilise les moules pour la coulée continue d'aciers à teneur moyenne en carbone, à une vitesse de coulée de 1,2 m/min Le tableau IX ci-après indique la durabilité des mou- les d'essai et l'aspect de la surface des plaques d'acier obtenues. TABLEAU IX Rugosité Essai de n S surface Aspect de la couche supérieure après charges* Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques (après charges) 1 moins de 105 2 205 3 505 4 1005 1505 6 2005 7 2505 A A Néant Néant Néant Néant B Néant Néant Néant Néant Néant Néant Néant Normal Normal Bon Excellent Excellent Bon Normal * Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes. Exemple 10. (i) Formation d'une surface rugueuse. On usine de la même façon qu'à l'exemple 3 un moule en cuivre ( 320 mm de largeur x 1500 mm de longueur x 700 mm de hauteur) pour la coulée continue de plaques d'acier, pour obtenir une surface inégale. (ii) Prétraitement. * On répète le même mode opératoire qu'à l'exemple 3. (iii) Formation d'un placage de nickel. Après l'activation, on lave à l'eau le corps du moule et on le soumet à électroplacage en l'immergeant dans un bain contenant, par litre, 320 g de sulfate de nickel, 30 g de chlorure de nickel, 10 g d'acide borique et 3 g de naphta- lène-trisulfonate de sodium, à la température de 55-C et à un p H de 4,5, à une densité de courant à la cathode de 2 A/dm 2 tout en filtrant continuellement le bain, de manière à former un placage de nickel de 210 microns d'épaisseur. (iv) Formation d'un placage en alliage. On lave à l'eau le moule ainsi plaqué et on le sou- met à un mode opératoire de placage sans passage d'un courant d'électrolyse en le plongeant durant 9 heures dans un bain à 722 C contenant, par litre, 30 g de chlorure de nickel, 15 g de sulfate de cobalt, 10 g d'hypophosphite de sodium, 5 g de borohydrure de sodium et 65 g de citrate de sodium, à un p H de 10, de manière à former sur la première couche un placage de 23 microns d'épaisseur en un alliage consistant en 84 % en poids de nickel, 11 % en poids de cobalt, 3 % en poids de phosphore et 2 % en T)oids de bore On forme ensuite, de la même façon qu'à l'exemple 9, une couche oxydée sur le placage en alliage. On lave à l'eau le moule et on le sèche On enlève de la zone masquée la composition de revêtement. On traite de façon semblable six autres moules. On soumet ces moules à des essais pour vérifier les propriétés, la durabilité, et l'aspect de la surface des pla- ques, en effectuant, -l une vitesse de 1,2 m/min, une coulée continue d'aciers à haute teneur en carbone Le tableau X montre les résultats obtenus. TABLEAU X Rugosité Essai de nc surface Aspect de la couche supérieure après charges* Craquelures Séparation Durée de service du moule (nombre de charges) Aspect de la surface des plaques (après charges) moins de 105 A A A Néant Néant Néant B Néa nt Néant Néant Néant Néant Néant Néant Normal Bon Bon Excellent Excellent Bon Normal Quantité d'acier fondu par charge: 250 tonnes. ras tri C> -ré FI. Exemple 11. On usine huit moules, semblables à ceux utilisés dans l'exemple 10, et on les prétraite de la même façon qu'à cet exemple 10 On forme sur la surface de base une première couche puis une seconde couche ayant la composition et l'é- paisseur indiquées au tableau XI Sur chaque seconde couche, on forme par électrolyse une couche oxydée d'environ 0,1 mi- cron d'épaisseur. On utilise ces moules pour la coulée continue d'a- ciers à haute teneur en carbone, en opérant de la mgme façon qu'à l'exemple 10 Le tableau XI ci-après indique les résul- tats obtenus. TABLEAU XI Première couche Essai Composition (% Epaisseur n 9 en poids) Ni Co (microns) Seconde couche Composition (% en poids) Ni Co P B Durée de ser Aspect de la sur- Epaisseur vice des mou face des plaques les (nombre (après 200 char- (microns) de charges) ges) 11, 30 1 30 30 11 30 8 3 30 1 60 2 30 2 60 Excellent Excellent Bon Normal Normal Normal Normal Normal 4 4 91 4 62 27 62 27 62 27 53 35 53 35 ro "o r\) REVENDICATIONS 1 Moule en cuivre ou en alliage de cuivre pour la coulée continue de l'acier, moule caractérisé en ce qu'il com- porte une surface interne rugueuse, un premier placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages formé sur la sur- face interne, et un second placage de chrome formé sur le pre- mier placage. 2 Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 20 à environ 2005. 3 Moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 50 à environ 1505. 4 Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs allia- ges présente une épaisseur d'environ 195 à environ 2950 mi- crons, et le placage de chrome présente une épaisseur d'envi- ron 5 à environ 100 microns. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs allia- ges présente une épaisseur d'environ 300 à environ 1000 mi- crons et le placage de chrome présente une épaisseur d'envi- ron 10 à environ 30 microns. 6 Moule en cuivre ou en alliage de cuivre pour la coulée continue de l'acier, caractérisé en ce qu'il comporte une surface interne rugueuse, (A) un placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages formé sur la surface interné, et (B) un placage formé sur le placage (A) en un alliage con- sistant en 3 à 20 % en poids de phosphore et, éventuellement ou en variante, 2 à 15 % en poids de bore, et en du nickel et, éventuellement ou en variante, en du cobalt pour constituer le reste. 7 Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 20 à environ 2005. 8 Moule selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité d'environ 50 à environ 1505. 9 Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pilacage (A) présente une épaisseur d'environ 30 à environ 1900 microns et en ce que le placage (B) présente une épaisseur d'environ 10 à environ 100 microns. Moule selon la revendication 9, caractérisé en ce que le placage (A) présente une épaisseur d'environ 200 à environ 1000 microns, et en ce que le placage (B) présente une épaisseur d'environ 20 à environ 60 microns. 11 Moule en cuivre ou en alliage de cuivre pour la coulée continue de l'acier, caractérisé en ce qu'il comporte une surface interne rugueuse, (A) un placage de nickel, de co- balt ou d'un de leurs alliages formé sur la surface interne, (B) un placage formé sur le placage (A) en un alliage consis- tant en 3 à 20 % en poids de phosphore et, éventuellement ou en variante, en 2 à 15 % en poids de bore, et en nickel et éventuellement ou en variante en cobalt pour constituer le reste, et (C) un placage de chrome formé sur le placage de l'al- liage (B). 12 Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 20 à environ 2005. 13 Moule selon la revendication 12, caractérisé en ce que l;; surface interne présente une rugosité de surface d'environ 50 à environ 1505. 14 Moule selon la revendication 11, caractérisé en ce que le placage (A) a une épaisseur d'environ 30 à environ 1900 microns, le placage (B) a une épaisseur d'environ 10 à environ 100 microns, et le plicage (C) une épaisseur d'environ à environ 100 microns. Moule selon la revendication 14, caractérisé en ce que le placage (A) a une épaisseur d'environ 200 à environ 1000 microns, le placage (B) une épaisseur d'environ 20 à en- viron 60 microns et le placage (C) une épaisseur d'environ à environ 30 microns. 16 Moule en cuivre ou en alliage de cuivre pour la coulée continue de l'acier, caractérisé en ce qu'il com- prend une surface interne rugueuse, (A) un placage de nickel, de cobalt ou d'un de leurs alliages formé sur la surface in- terne, (B) un placage formé sur le placage (A) en un alliage consistant en 3 à 20 % en poids de phosphore et, éventuellement ou en variante, 2 à 15 % en poids de bore, le nickel et éven- tuellement ou en variante le cobalt constituant le reste, et (C) une couche d'oxydation du placage (B). 17 Moule selon la revendication 16, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 20 à environ 2005. 18 Moule selon la revendication 17, caractérisé en ce que la surface interne présente une rugosité de surface d'environ 50 à environ 1505. 19 Moule selon la revendication 16, caractérisé en ce que le placage (A) a une épaisseur d'environ 30 à envi- ron 1900 microns, le placage (B) une épaisseur d'environ 10 à environ 100 microns et la couche d'oxydation (C) une épaisseur d'environ 0,001 à environ 0,5 micron. Moule selon la revendication 19, caractérisé en ce que le placage (A) a une épaisseur d'environ 200 à envi- ron 1000 microns, le placage (B) une épaisseur d'environ 20 à environ 60 microns, et la couche d'oxydation (C) une épaisseur d'environ 0,001 à environ 0,5 micron.