Brevet FR2554027A2 — publié le 19850503

FR 2554027 A2 19850503 FR 8317386 A 19831102 La présente invention a pour objet un procédé de contrôle du refroidissement du produit coulé dans une installation de coulée continue selon le brevet principal consistant à diviser le produit coulé en tranches élémentaires fictives, à déterminer périodiquement, au moyen d'un calculateur, la quantité de chaleur à extraire de chaque tranche à l'aide d'une première courbe C = f (t) donnant les variations en fonction du temps de la quantité de chaleur extraite d'une masse unitaire du produit coulé pendant son séjour dans la machine de coulée et la température superficielle de la tranche considérée à l'aide d'une seconde courbe T - g (t) donnant les variations en fonction du temps de la température superficielle du produit coulé pendant son séjour dans la machine, à calculer à partir des valeurs ainsi déterminées les débits d'eau à projeter sur chaque tranche et à intégrer les débits d'eau pour toutes les tranches se trouvant à l'instant considéré dans chaque section de la zone de refroidissement pour déterminer les valeurs de consigne des débits d'eau des différentes sections, les débits d'alimentation en eau de ces sections étant maintenus égaux aux valeurs de consigne respectives par des régulateurs. Pour la mise en oeuvre de ce procédé on dispose de plusieurs familles de courbes correspondant à différentes classes de nuance d'acier et à différents formats du produit coulé, chaque famille étant formée de plusieurs jeux de courbes C = f(t) et T = g(t) correspondant à différentes classes de vitesse de coulée. Au début de chaque coulée, on sélectionne la famille de courbes correspondant à la nuance de l'acier coulé et au format du produit coulé et on utilise cette famille-de courbes pendant toute la coulée. Lorsqu'on change de nuance d'acier ou de format sans interrompre la coulée, cette méthode conduit à considérer que toutes les tranches du produit coulé se trouvant dans la zone de refroidissement secondaire après le changement de nuance ou de format ont été coulées avec la nouvelle nuance d'acier ou au nouveau format Or il reste pendant un certain temps dans la zone de refroidissement des tranches coulees avec l'ancienne nuance d'acier ou à l'ancien format et pendant toute cette période, dont la durée dépend de la vitesse de coulée, le contrôle du refroidissement du produit coulé sera imparfait. Le but de la présente invention est d'améliorer la qualité métallurgique du produit coulé lorsque les conditions de marche de la machine de coulée sont modifiées, c'est-àdire lors d'un changement de nuance d'acier et/ou du format du produit coulé et/ou de la composition de la poudre de revêtement du bain de métal dans la lingotière. Le perfectionnement objet de l'invention consiste à "personnaliser" chaqué tranche élémentaire du produit coulé en tenant compte de ses caractéristiques propres : nuance de l'acier, format, poudre utilise pour sa coulée, alors que dans le procédé du brevet principal, on attribuait toujours, y compris dans les périodes suivant immédiatement les changements, les mêmes caractéristiques à l'ensemble des tranches se trouvant dans la machine. Le procédé objet de la présente invention est caractérisé en ce que, à chaque changement de nuance d'acier et/ou de format du produit coulé, on introduit dans une mémoire du calculateur les données relatives a ce changement (instant où le changement est effectue, nouvelle nuance, nouveau format), et en ce que pour chaque calcul du débit d'eau à projeter sur chaque tranche fictive du produit coulé se trouvant dans la zone de refroidissement, on utilise la famille de courbes C = f(t) et T = g(t) correspondant à la nuance d'acier et au format de la tranche considérée qui sont déterminés, au moyen du calculateur, d'après l'age de la tranche. Dans le brevet principal, il est prévu, lorsque la température superficielle réelle d'une tranche du produit coulé à sa sortie de la lingotière n'est pas égale à la température donnée par les courbes T = g(t) affectées à cette tranche, de corriger ces courbes avant de les utiliser pour le calcul des débits d'eau à projeter sur cette tranche pendant son séjour dans la machine. La température réelle peut être mesurée ou déterminée au moyen d'une courbe donnant les variations de cette température en fonction de la quantité de chaleur extraite en lingotière.Ces variations dépendent de la nuance de l'acier et du format du produit coulé et de la nature de la poudre de revêtement utilisée pour protéger la surface libre du bain de métal dans la lingotière, et le calculateur dispose dans sa mémoire d'une famille de courbes correspondant aux différents formats et différentes nuances d'acier et compositions de poudre. Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, à chaque changement de la composition de la poudre utilisée, on introduit dans une mémoire du calculateur les données relatives à ce changement et, si nécessaire, on corrige les courbes T = g(t) affectées à chaque tranche en utilisant pour la détermination de la température superficielle réelle la courbe des variations de cette température en fonction de la quantité de chaleur extraite en lingotière de la tranche considérée correspondant à la nuance d'acier et au format de ladite tranche et à la composition de la poudre utilisée pendant le séjour de ladite tranche dans la lingotière, données qui sont déterminées, au moyen du calculateur, d'après l'age de la tranche considérée. Le principe de contrôle du refroidissement selon le brevet principal est de maintenir dans le temps la même évolution de la solidification de la barre quel que soit le régime de fonctionnement de la machine de coulée. Pour cela, on impose une loi C = f(t) de variation en fonction du temps de la quantité de chaleur extraite de chaque kilo d'acier du produit coulé pendant son séjour dans la machine de coulée à laquelle est associée une loi T = g(t) de variation fonction du temps de la température superficielle pendant ce séjour. Ces lois dépendent essentiellement de la nuance de l'acier coulé, du formatdu produit coulé et de la vitesse d'extraction. En pratique, on groupe les nuances d'acier en différentes classes dont le nombre dépend du carnet de commandes de l'aciérie. Les vitesses d'extraction sont également groupées par classes. Si on a, par exemple, quatre classes de nuances d'acier et trois classes de vitesses, on aura douze jeux de courbes C = f(t) et T = g(t) pour chaque format. Les données sur la nuance d'acier sont introduites dans une mémoire du calculateur, par un opérateur, à chaque changement de poche, ainsi que les données relatives au nouveau format, à chaque changement de format du produit coulé. La vitesse d'extraction est mesurée en permanence au moyen d'un tachymètre relié au calculateur. Le produit coulé est divisé en tranches fictives correspondant à des intervalles de temps égaux, par exemple lOs; les longueurs de ces tranches dépendent donc de la vitesse d'extraction. Aux mêmes intervalles de temps, le calculateur détermine les débits d'eau à projeter sur chacune de ces tranches fictives. Pour chaque tranche, le calculateur sélectionne le jeu de courbes C = f(t) et T = g(t) correspondant à la nuance de l'acier et au format de la tranche considérée et à la vitesse d'extraction à l'instant du calcul, en régime permanent, ou à une vitesse moyenne calculée comme indiqué au brevet principal, en régime transitoire. La nuance d'acier et le format sont déterminés en fonction de l'age de la tranche : un numéro d'ordre affecté à chaque tranche dès sa production en lingotière permet de connaitre son âge et le calculateur peut, grâce auxwdonnées mémorisées, déterminer quelles étaient le format et la nuance d'acier au moment où la tranche a été produite. Si nécessaire, les courbes sont corrigées, au moment où la tranche considérée sort de la lingotière, pour tenir compte de la quantité de chaleur extraite en lingotière de cette tranche. Pour corriger les courbes C - f(t) le calculateur détermine la quantité de chaleur extraite en lingotière de la tranche considérée à partir des mesures du débit et des températures de l'eau à l'entrée et à la sortie du circuit de refroidissement de la lingotière. Pour corriger les courbes T = g(t) le calculateur utilise une courbe T1 = k(C1) donnant l'évolution de la température surperficielle du produit coulé à la sortie de la lingotière en fonction de la quantité de chaleur extraite en lingotière. Cette évolution est fonction de la nuance d'acier et du format du produit coulé ainsi que de la composition de la poudre de revêtement placée au-dessus de la surface libre du bain dans la lingotière.C'est pourquoi on dispose, stocke dans une mémoire du calculateur, d'autant de courbes T; = k(C1) qu'il y a de combinaisons possibles des classes de nuance d'acier, de formats et de compositions de poudre. En tenant compte de l'âge de la tranche considéré, le calculateur sélectionne la courbe T1 = k(C1) correspondant à la nuance de l'acier et au format de produit coulé et à la poudre de revêtement utilisée au moment où la tranche a été produite. A partir des courbes C = f(t) et T = g(t) sélectionnées et éventuellement corrigées, le calculateur calcule le coefficient d'échange thermique, le débit d'eau spécifique et le débit d' eau à projeter sur la tranche considérée; pour ce dernier calcul il tient compte de la largeur de la surface effectivement arrosée par les buses ou rampes de pulvérisation ou d'atomisation et de la répartition de l'eau sur les diffé- rentes faces du produit coulé. Après avoir effectue ces calculs pour toutes les tranches fictives se trouvant dans la zone de refroidissement secondaire de la machine de coulée, le calculateur détermine par intégration les valeurs de consigne des débits d'eau des différentes sections de cette zone. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle du refroidissement du produit coulé dans une installation de coulée continue selon la revendication 2 du brevet principal pour la mise en oeuvre duquel on dispose de plusieurs familles de courbes C = f(t) et T = g(t) correspondant à différentes classes de nuances d'acier et à différents formats du produit coulé, caractérisé en ce que, à chaque changement de nuance d'acier et/ou de format du produit coulé, on introduit dans une mémoire du calculateur les données relatives à ce changement et en ce que, pour chaque calcul du débit d'eau à projeter sur chaque tranche fictive du produit coulé se trouvant dans la zone de refroidissement de la machine de coulée, on utilise la famille de courbes C = f(t) et T = g(t) correspondant à la nuance d'acier et au format de la tranche considérée qui sont déterminés, au moyen du calculateur, d'après l'âge de la tranche considérée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose d'une famille de courbes Tl = k (C1) donnant les variations de la température superficielle d'une tranche du produit coulé a sa sortie de la lingotière en fonction de la quantité de chaleur extraite de cette tranche en lingotière, les différentes courbes de cette famille correspondant aux différents formats du produit coulé et aux différentes nuances d'acier coulé et compositions de poudre de revêtement du bain de métal et, à chaque changement de la composition de la poudre de revêtement du bain de métal, on introduit dans une mémoire du calculateur les données relatives à ce changement, et on corrige, si nécessaire, les courbes T = g(t) conformément à la revendication 4 du brevet principal en utilisant pour la détermination de la température superficielle du produit coulé à la sortie de la lingotière la courbe T 1 = k (C 1) correspondant à la nuance d'acier et au format de ladite tranche et à la composition de la poudre utilisée pendant le séjour de ladite tranche dans la lingotière, ces données étant déterminées au moyen du calculateur en fonction de l'âge de la tranche considérée.