Brevet FR2633944A1 — publié le 19900112

La présente invention concerne un procédé pour le revêtement de surfaces, qui viennent en contact avec du métal liquide, en particulier de l'acier, par du noir de carbone, en brûlant du gaz combustible. Il est connu de revêtir de noir de carbone des surfaces qui viennent en contact avec du métal liquide. Cela est par exemple le cas pour des coquilles de coulée. Pour former le noir de carbone, on oriente, la plupart du temps, la flamme d'un mélange gazeux contenant de l'acétylène contre la surface à revêtir. Les particules de noir de carbone ainsi créées se déposent sur la surface à revêtir et forment une couche de noir de carbone. La couche de noir de carbone a pour but, d'une part, de diminuer l'usure du moule de coulée et, d'autre part, de faciliter l'enlèvement de la pièce m6ulée du moule. Par ailleurs, la couche de noir de carbone empêche la pénétration du métal liquide dans des fissures du moule et des fentes. Cependant, les couches de noir de carbone réalisées de cette façon connue présentent des limitations d'utilisation, dans la mesure o elles présentent une épaisseur non uniforme et se détachent facilement de la surface sur laquelle elles sont appliquées. On a déjà essayé d'obtenir une meilleure adhérence de la couche de noir de carbone sur le substrat, en ce que l'on ajoute, au gaz organique à brûler, un gaz propulseur, avant le processus de brûlage. Ainsi, les gaz fOrmant la flamme sont dirigés contre la surface avec une vitesse plus élevée et la qualité de la couche de noir de carbone est améliorée, en particulier en ce qui concerne son adhérence. Il s'est révélé qu'une couche de noir de carbone réalisée de la façon habituelle n'était pas appropriée pour la coulée d'acier en feuillard de faible épaisseur, c'est-à-dire d'environ 0,5 à 40 mm, qui prend toujours plus d'importance 1 ces derniers temps. Lorsque l'on coule des feuillards d'acier ayant les faibles épaisseurs indiquées, l'acier fondu est amené sur une bande refroidissante réalisée de même en acier. Pour éviter une soudure de l'acier en fusion à la bande refroidissante, qui est refroidie par en dessous, la bande refroidissante doit être munie d'un revêtement. A l'heure actuelle, il n'existe aucun procédé, à l'aide duquel peuvent être réalisés des revêtements durables, par exemple par trempe, nitruration, oxydation ou analogue, ou par projection, soudage, collage, etc... La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients, et concerne un procédé pour le revêtement de surfaces, qui viennent en contact avec du métal liquide, en particulier de l'acier, par du noir de carbone, en brûlant du' gaz combustible, remarquable, selon l'invention, en ce que l'on ajuste le mélange gazeux pour être réducteur, on oriente la flamme sur la surface à revêtir, on soumet la couche de noir de carbone ainsi créée à un traitement subséquent, et le traitement subséquent consiste en ce qu'une flamme pratiquement neutre, c'est-à-dire la flamme d'un gaz ou d'un mélange gazeux qui n'est sensiblement ni oxydant, ni réducteur, agit sur la couche de noir de carbone. Il s'est ainsi révélé, de façon surprenante, qu'une couche de noir de carbone, qui remplit suffisamment longtemps les exigences élevées lors de la coulée d'acier en feuillard, peut être obtenue en soumettant une couche de noir de carbone tout d'abord obtenue de façon habituelle, à un traitement subséquent. Le traitement subséquent consiste en ce qu'une flamme neutre, c'est-à-dire ni oxydante, ni réductrice, agit'sur la couche de noir de carbone. Ce traitement subséquent de la couche de noir de carbone a pour conséquence son durcissement, à savoir que les particules de noir de carbone, formées de façon très 1 différente sur la surface de revêtement, sont homogénéisées en ce qui concerne leur taille et répartition, ainsi que l'épaisseur de couche. La couche de noir de carbone traitée postérieurement de la façon indiquée présente une densité bien plus élevée, ce qui rend impossible toute pénétration du métal fondu. Les particules de noir de carbone tout d'abord relativement grossières sont réduites à moins de la moitié de leur taille initiale. De plus, l'adhérence de la couche de noir de carbone sur le substrat augmente, par exemple sur la bande refroidissante lors de la coulée de feuillard en acier mince, du fait que les particules de noir de carbone non seulement sont plus petites, mais forment également une couche plus dense. L'effet du traitement subséquent est également visible de l'extérieur, car la surface de la couche passe du noir mat à un noir brillant. Elle est comparable à un vernis de carrosserie noir et présente ainsi unr degré le plus élevé possible de poli de surface. Il s'agit d'une surface améliorée, qui ne présente pratiquement aucune aspérité (couche de vernis). Du fait que, lors du traitement subséquent, du noir de carbone ne doit normalement ni être déposé ni enlevé, il est approprié d'utiliser, pour le traitement subséquent, un mélange de gaz contenant du carbone ou gaz combustible, comme par exemple de l'acétylène, et d'oxygène, la proportion d'oxygène dans le gaz étant réglée de façon stoechiométriquement correspondante à la proportion de carbone de l'acétylène. De cette façon, on s'attache au comportement neutre du gaz, de sorte que la flamme ainsi créée permet d'obtenir une densité plus élevée, c'est-à- dire une diminuation de la porosité de la couche de noir de carbone, grace à une taille de particules la plus petite possible. Il est également possible d'utiliser, en tant que gaz neutre, lors du traitement subséquent, un mélange de gaz de ville et d'oxygène. >4 1 Grâce au procédé de l'invention, il est également possible de réaliser la couche de noir de carbone, à chaque fois, en ayant l'épaisseur de couche optimale pour l'utilisation respective. Cela a lieu en ce que la couche de noir de carbone est amenée à l'épaisseur finale souhaitée à l'aide d'une flamme oxydante. Bien entendu, dans ce cas, une couche de noir de carbone plus épaisse que nécessaire est tout d'abord déposée sur la surface en question. Il s'est révélé qu'il est possible de réaliser, de façon sure, des couches ayant une épaisseur de 5 à 200 micromètres. Cela permet, à son tour, d'adapter exactement la couche de noir de carbone aux exigences lors de la coulée d'acier en feuillard. Ces conditions dépendent du temps pendant lequel l'acier coulé se trouve en contact avec la couche, qui, à son tour, dépend de la vitesse de coulée, ainsi que de la transmission de chaleur, modulée à la vitesse de coulée, à travers la couche de noir de carbone. Celle-ci recouvre la bande refroidissante, dont le refroidissement garantit que le feuillard coulé soit régulièrement solidifié à l'extrémi- té de la coquille ou de la bande refroidissante. Le temps de production joue également un r8le, à savoir le temps pendant lequel le feuillard doit être coulé sans interrup- tion. La couche de noir de carbone réalisée selon le nouveau procédé peut être modulée à toutes ces conditions. L'avantage particulier obtenu grâce au nouveau procédé consiste en ce que la durée de vie de la bande refroidis- sante, lors de la coulée de bandes minces d'acier, est augmentée de façon importante. Il s'est révélé que, contrairement à l'idée soutenue dans la littérature professionnelle, le noir de carbone obtenu par application de flamme et traitement subséquent présente des propriétés de conduction thermique excellentes et une résistance de couche élevée. 1 Les propriétés d'adhérence obtenues avec ce procédé, sur la bande refroidissante, d'une part, et la possibilité de séparer le produit de coulée de cette couche, d'autre part, permettent un pliage de la bande recouverte sans effritte- ment de la couche et adhérence au produit de coulée. La couche est également très résistante vis-à-vis de courants ou de jets de gaz rapides. REVENDICATIONS 1 1 - Procédé pour le revêtement de surfaces, qui viennent en contact avec du métal liquide, en particulier de l'acier, par du noir de carbone, en brûlant du gaz combustible, caractérisé en ce que l'on ajuste le mélange gazeux pour être réducteur, on oriente la flamme sur la surface à revêtir, on soumet la couche de noir de carbone ainsi créée à un traitement subséquent, et le traitement subséquent consiste en ce qu'une flamme pratiquement neutre, c'est-à-dire la flamme d'un gaz ou d'un mélange gazeux qui n'est sensiblement ni oxydant, ni réducteur, agit sur la couche de noir de carbone. 2 '- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour le traitement subséquent, on utilise un mélange gazeux d'un gaz combustible et d'oxygène, la proportion d'oxygène dans le gaz étant réglée de façon stoechiométriquement correspondante à la proportion de carbone du gaz combustible. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le traitement subséquent, on utilise un mélange d'acétylène et d'oxygène. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le traitement subséquent, on utilise un mélange de gaz de ville et d'oxygène. - Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de noir de carbone est amenée à l'épaisseur finale souhaitée à l'aide d'une flamme oxydante.