Brevet FR2620360A1 — publié le 19890317

1i 2620360 PROCEDE ET DISPOSITIF D'AGITATION E 'CTRCM ALTIE DE BAINS DE FUSION DANS UN MOULE DE COULEE CONTINUE. L'invention concerne un procédé et un dispositif d'agitation électrcnagné- tique de bains de fusion dans un moule de coulée continue selon lequel on introduit une force magnétique qui met la masse fcndue en rotation dans des plans horizontaux. Grace à cette disposition, on doit erpacher la for- mation d'une structure dendritique et la formation de retassures et de sé- grégations dans le bain de coulée. Par une agitation électraomagnétique dans le moule de coulée continue, il se produit souvent un mouvement fort et indésirable du bain dans la zone de sa superficie. Lors de la coulée sous laitier avec un tube plongeur, un mouvement excessif de la superficie du bain peut amener les phénamnoes sui- vants: - inclusions de laitier dans la masse fondue. - lubrification insuffisante entre le bain et le moule par crevassement de la superficie du bain. - absorption d'oxygène de l 'atmosphère. - forte usure du tube plongeur. La présente invention a pour but de créer un procédé et un dispositif qui permettent de maintenir une surface calme pour le bain, tout en agitant in- tensémrent la masse fondue dans le moule de coulée continue dans le but indi- qué précédent, dans la zone d'agitation - c'est-à-dire la zone dans la- quelle cauernce la solidification. On n'avait pas pensé jusqu'à présent à une telle possibilité car il paraissait inévitable qu'un mouvenent de rota - tion du bain de fusion dans le moule produit des effets jusqu'au niveau de la surface du bain et mélange également cette zone de manière turbulente. L'invention propose une solution à ce problème qui permet de maintenir une surface calme de bain malgré une agitation intense dans la zone d'agitation dans le moule de coulée continue. Ce but est atteint, conformment à l'invention, grâce au fait que la con- duction de courant dans le dispositif à bobines qui Met la masse fondue en 2 2620360 rotation est alternée périodiquement, le cycle étant choisi de telle manière que la surface du bain reste immobile tandis que la mniasse fondue est intensé- ment agitée dans les plans se trouvant en-dessous de la surface du bain. De préférence, le demi temps de cycle est réglé entre 1 et 4 secondes, avec une pause d'environ 0,5 seconde entre les alternances de conduction de cou- rant. On notera qu'il est connu en soi de changer le sens du courant dans le cas d'une agitation électromiagnétique du cratère liquide à l'intérieur du gui- dage de bain dans la coulée continue de brames d'acier. C'est ainsi que le brevet allemand DE-A-24 01 145 décrit un tel procédé pour éviter les bandes blanches secondaires et les dendrites secondaires. Le temps de cycle après lequel le sens du courant est changé est, selon ce document, de 5 à 30 se- condes. Aucune disposition n'y est prévue pour empécher un mouvement de la surface du bain. Si, avec les moyens indiqués précédemment seuls,il n'est pas possible, mal- gré une agitation intense de la mniasse fondue dans la zone d'agitation dans le moule de coulée continue, - de régler une surface de bain immobile, une forme de mise en oeuvre avantageuse du procédé selon l'invention propose que la hauteur du dispositif à bobines créant le champ magnétique soit réglée par rapport à la surface de bain de la masse fondue dans le moule de coulée continue en fonction des grandeurs (intensité du champ, fréquence) caractéristiques du champ magnétique et des paramètres influençant la rotation de la masse fondue, en particulier viscosité de la masse fondue, géométrie et matériau du moule, de telle manière que la sur- face du bain reste immobile pendant l'agitation. On utilise en conséquence les solutions pratiques suivantes pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention: 1. changement périodique du sens du courant. 2. changement périodique du sens du courant et de celui de conduction de courant dans les bobines. 3. changement périodique de la conduction de courant du champ électromagné- tique en liaison avec un réglage de la position en hauteur du dispositif électrique à bobines sur le moule de coulée continue. 3 2-620360 Avec les moyens indiqués, on atteint de manière simple le but d'agiter in- tensément une masse métallique fondue dans un moule de coulée continue dans la zone d'agitation tout en laissant immobile la surface du bain. Un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention pour produire un champ magnétique électromagnétique dans la zone d'un moule de coulée con- tinue est représenté schématiquement au dessin, grace auquel on peut mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale et la figure 2 une vue en coupe transversale. Un dispositif à bobines 4 est monté autour du moule de coulée continue 1 dans lequel débouche le tube plongeur 2 par lequel la masse fondue 3 arrive dans le moule de coulée continue 1. Le dispositif à bobines 4 pour l'agita- tion électrcmagnétique de la mniasse fondue 3 dans le moule de coulée continue 1 est réglable en hauteur par rapport à celui-ci. Le dispositif à bobines 4 est constitué de six bobines 5 disposées réparties régulièrement sur la péri- phérie du moule 1, qui sont montées autour de poles magnétiques 6 qui pré- sentent une bague de court-circuit cair.une 7 entourée par une chemise en t8ôle 8. Le dispositif à bobines 4 est accouplé à un caimutateur de poles et, le cas échéant, à un convertisseur de fréquence ( non représentés). Exmle 1 Un moule de coulée continue en cuivre avec une épaisseur de paroi de 10 mm est entouré par une bobine d'agitation en rotation ayant les dimensions suivantes: diamètre intérieur de 515 mm, diamntre extérieur de 870 mm et hauteur de 490 mm, qui est montée à une hauteur d'environ 200 mm au-dessous de la sur- face du bain de matière fondue dans le moule de coulée continue. Le courant dans la bobine est réglé à 400 A et la fréquence à 6 Hz. La durée d'agi- tation dans chaque sens dure 3 s avec une pause de 0,5 s entre les inver- sions de sens de courant. 4 2620360 REVENICATICNS 1.- Procédé d'agitation électromanagnétique de bains de fusion dans un moule de coulée continue, selon lequel on induit dans la masse fondue, en établis- sant un champ magnétique, des forces qui la mettent en rotation dans des plans horizontaux, caractérisé par le fait que la conduction de courant aux bobines créant le chaup magnétique est alternée selon un cycle tel que la surface du bain reste immobile. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la durée de cycle est réglée entre 1 et 4 s. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la hauteur du dispositif à bobines créant le champ magnétique est réglée par rapport à la surface de bain de la masse fondue dans le moule de coulée continue en fonction des grandeurs ( intensité du charp, fréquence) carac- téristiques du champ magnétique et des paramètres influençant la rotation de la masse fondue, en particulier viscosité de la masse fondue, géarétrie et matériau du moule, de telle manière que la surface du bain reste immo- bile pendant l'agitation. 4.- Dispositif de création d'un chanp électramagnétique dans la région d'un moule de coulée continue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un dispositif à bobines (4) entourant le moule de coulée continue (1) dans un plan horizontal et réglable en hauteur par rapport au moule de coulée continue (1), qui est équipé d'un comutateur de poles pour modifier le sens de rotation du courant et, le cas échéant, d'un convertisseur de fréquence.