Brevet FR2590188A1 — publié le 19870522

LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE A TETE CHAUDE L'invention concerne une lingotière de coulée continue, en cuivre ou alliage de cuivre, à tête chaude, c'est-à-dire dans laquelle les échanges thermiques, au niveau du ménisque, entre le métal coulé et la lingotière sont ralentis de manière à atténuer les rides d'oscillation sur le produit coulé. On connaÂt, par exemple par les documents FR-A-2 528 738 et FR-A-2 540 409, une telle lingotière, dont les parois comportent à leur partie supérieure un insert métallique d'acier inoxydable, dont la conductivité thermique est inférieure à celle du métal constituant les parois de la lingotière. De la sorte, le métal est moins refroidi au voisinage du ménisque, ce qui permet de diminuer la profondeur des rides d'oscillation et la longueur de la corne solidifiée qui accompagne leur formation. On sait que de telles rides constituent des points sensibles o naissent préférentiellement des criques de surface préjudiciables à la qualité du produit fini. La mise en place de cet insert métallique, dont l'épaisseur moyenne peut être de quelques millimètres (l'épaisseur peut être uniforme, ou bien décroître du haut en bas de l'insert), se fait selon une technique coûteuse (en général placage par explosion) en raison de la nécessité d'obtenir un contact parfait entre l'insert métallique et la paroi de la lingotière. Cette nécessité résulte notamment du fait que toute résistance thermique de contact non nulle introduit une donnée non prédéterminée et non reproductible dans la résistance thermique globable de la lingotière. D'autre part, ces lingotières comportent souvent un revêtement superficiel d'usure en nickel destiné à éviter la formation de criques en étoile dans le produit coulé: l'addition d'une résistance thermique de contact risque de conduire le nickel à une température proche de sa limite d'emploi autour de 600 C (température du métal au voisinage de la paroi: environ 1540 C). Le but de l'invention est de proposer un nouveau type d'insert pour lingotière à tete chaude, qui ne présente pas les inconvénients précités. Selon l'invention, l'insert est constitué par un mince dépôt d'un matériau réfractaire à faible conductivité thermique, ayant une bonne tenue aux chocs thermiques. Dans le domaine considéré, les matériaux réfractaires résistent à des températures d'environ 1800 C. Leur conductivité thermique est de préférence inférieure à W.m 1l 1, à comparer à des conductivités de l'ordre de , 100 et 300 W.m 1K-1 respectivement pour des inserts en inox, nickel et alliage cuivre-argent. Les faibles épaisseurs envisagées sont avantageusement comprises entre 2 et 5/10 de mm, à comparer aux quelques millimètres d'épaisseur des inserts métalliques. Les matériaux réfractaires sont notamment l'alumine (température de fusion: 2040aC; conductivité thermique s'échelonnant entre 2 W.m- 1K1 et des valeurs supérieures selon le traitement subi), la zircone (température de fusion: 27000C; conductivité thermique: I W.m-l K), le nitrure de bore, ou, de manière préférée, le carbure de chrome (température de fusion: 1800 ; conductivité thermique: 7,5 W.m 1K1). Le dépôt du matériau s'obtient par projection de matière pulvérulente à chaud, par exemple au moyen d'une torche à plasma ou de préférence d'un canon à détonation (selon la technique commercialisée par la société "Union Carbide Corporation"), suivi d'un polissage. Cette technique permet d'obtenir un accrochage excellent entre le support et le matériau d'apport, et un revêtement homogène exempt d'aspérité. Le dépôt est pratiqué dans un évidement de la paroi de la lingotière, de profondeur égale à l'épaisseur du dépôt, pratiqué soit dans le cuivre de la paroi, soit dans le revêtement superficiel de nickel ou de chrome s'il en est prévu un. Les dessins annexés illustrent deux modes particuliers de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent des coupes partielles à travers une paroi de lingotière conforme à l'invention, respectivement sans et avec revêtement superficiel. Sur la figure 1, la paroi I en cuivre comporte un évidement 2 de 3/10e mm d'épaisseur et d'une quinzaine de centimètres de hauteur couvrant la région du ménisque compte tenu des oscillations d'une part et des éventuelles variations de niveau moyen. L'évidement 2 est comblé par un dépôt 3 de Cr3C2 obtenu par projection au canon à détonation,suivi d'un polissage. Sur la figure 2, l'évidement 2' est pratiqué à partir du revêtement de chrome 4, de 0,3 mm d'épaisseur, couvrant la paroi 1' de la lingotière. Le matériau 3' affleure la surface interne de la lingotière. REVENDICATIONS 1. Lingotière de coulée continue, en cuivre ou alliage de cuivre, dont les parois comportent à leur partie supérieure un insert, réalisé en un matériau de conductivité thermique inférieure à celle du cuivre ou de l'alliage de cuivre, destiné à ralentir les échanges thermiques, au niveau du ménisque, entre le métal coulé et la lingotière, caractérisée en ce que ledit insert est constitué par un mince dépôt d'un matériau réfractaire (3, 3') à faible conductivité thermique, ayant une bonne tenue aux chocs thermiques. 2. Lingotière selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur du dépôt est d'environ 2 à 5 dixièmes de millimètres. 3. Lingotière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau réfractaire (3, 3') a une température de fusion supérieure à environ 18000 C. 4. Lingotière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau réfractaire (3, 3') a une conductivité thermique inférieure à environ 10 W.m -1-1 5. Lingotière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau réfractaire (3, 3') est choisi dans le groupe suivant: alumine, zircone, nitrure de bore, carbure de chrome. 6. Lingotière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dépôt de matériau réfractaire (3, 3') est obtenu par projection de matière pulvérulente à chaud. 7. Lingotière selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dépôt est réalisé au moyen d'un canon à détonation.