Brevet FR2652019A3 — publié le 19910322

FR 2652019 A3 19910322 FR 8908241 A 19890619 La présente invention concerne la production directe de tôles minces en acier par coulée continue. On sait qu'il est proposé désormais de couler en continu l'acier liquide directement sous forme de produits minces (de moins de 1 mm à 50 mm environ), afin notamment de ne plus avoir à le laminer ensuite avec de forts taux de réduction. Toutes les techniques envisagées à cet effet (coulée entre bandes, entre cylindres, sur un cylindre, etc...) font appel à un moule (appelé lingotière) qui offre au métal liquide au moins une paroi de contact vigoureusement refroidie, contre laquelle l'acier en fusion se solidifie. Ceci conduit inévitablement à des contraintes thermomécaniques dans la paroi de la lingotière et dans la peau solidifiée du produit coulé qui peuvent être à l'origine de défauts de surfaces constatés sur le produit obtenu. Le but de la présente invention est de produire des tôles minces de bonne qualité de surface directement par coulée continue. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour la production directe de tôles minces en acier par coulée continue, caractérisée en ce que - on dépose "en continu" de l'acier en fusion à la surface d'un bain de flottation, formé d'une matière, tel que du plomb, plus dense, mais ayant une température de fusion sensiblement inférieure à celle de l'acier coulé, et que l'on maintient à l'état liquide - on laisse l'acier coulé se solidifier sous forme d'une nappe flottant à la surface dudit bain - et on retire de ce dernier également en continu la nappe complètement solidifiée. Comme on l'aura compris, l'invention permet de se passer de toute paroi solide de lingotière au contact de laquelle le métal coulé viendrait se solidifier. La solidification s'opère à partir de la surface libre de la nappe d'acier par refroidissement naturel à l'atmosphère ambiante et progresse dans l'épaisseur jusqu'à l'interface avec le bain de flottation. C'est donc la surface même de ce bain qui fait ici fonction de paroi. Le contact liquide - liquide ainsi obtenu empêche lors de la solidification, la formation de contraintes thermomécaniques qui, comme on le sait, sont une des causes essentielles les de la présence de criques et autre défauts de surface observés sur les produits coulés en continu habituellement. On aura également déjà fait le rapprochement avec une technique comparable de coulée continue déjà exploitée industriellement de longue date pour la production de verre à vitres. Cette technique, bien connue sous sa dénomination anglaise "floating glass" est bien décrite par exemple dans les brevets français nO 1 206 044, 1 371 080, 1 376 823 et 1 387 507j dont les enseignements sont considérés inclus dans le présent mémoire par référence. L'invention sera de toute façon bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaltront plus clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence à la planche de figure annexée sur laquelle - la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation pour mettre en oeuvre le procédé - la figure 2 est une vue du dessus correspondant à la figure précédente. Un répartiteur 1 comporte un bec de débordement 2 surplombant un bac 3 à l'une des ses extrémités 4. Ce bac 3, de forme allongée à fond plat faiblement profond est pourvu à son extrémité opposée 5 d'un rouleau de guidage 6 destiné à supporter la tôle coulée à la sortie du bac. Ce dernier est constitué comme tout récipient métallurgique, d'une carapace métallique 7 garnie intérieurement d'un revêtement épais en matériau réfractaire 8. Une résistance électrique chauffante blindée 10 est noyée dans le revêtement réfractaire du fond. Des moyens d'extraction du produit coulé sont également présents et constitués dans l'exemple considéré par des galets entraîneurs 15 appuyant légèrement sur la plaque et disposés dans la partie terminale du bac 3, là où la plaque est complètement déjà solidifiée. Le bac 3 est rempli d'un bain de plomb 9 maintenu à l'état parfaitement liquide grâce aux résistances électriques thermostatées 10. L'extrémité aval 5 forme une margelle surbaissée qui définit le niveau en hauteur de la surface 11 du bain de plomb. Le répartiteur 1, contient l'acier liquide 12 qui s'écoule sur la surface du bain de plomb par débordement du bec 2 à faible vitesse. L'acier se répartit uniformément de façon naturelle sur cette surface horizontale 11, en formant une nappe 12' parfaitement plane. Cette nappe se solidifie lentement au contact de l'atmosphère ambiante à mesure de sa progression dans le bac vers l'extrémité de sortie 5. Une fois complétement solidifié, la nappe constitue alors une tôle d'acier 14 quittant le bac 3 par passage au-dessus de la margelle 5 à l'aide du rouleau 6 qui la guide vers les moyens d'extraction non représentés. Bien que les parois latérales 13 du bac 2 déterminent la largeur de la tôle coulée ainsi que la rectitude des rives, ces deux paramètres peuvent être modifiés aisément avant bobinage par tout moyen approprié de découpe. L'épaisseur de la tôle 14 produite à la sortie du bain 9 est fonction de la vitesse d'extraction Elle peut facilement être maîtrisée et choisie entre quelques dixièmes de mm et quelques mm, selon les souhaits ou nécessités de ltopérateur. Le plomb a été retenu préférentiellement, car plomb et fer sont deux constituants parfaitement insolubles tant à l'état liquide que solide. Il est cependant clair que d'autres matériaux peuvent également convenir pour former le bain de flottation 9, éventuellement même des produits capables de former un revêtement pelliculaire à la surface inférieure de la tôle. De même, cette matière de revêtement peut elle-même former une couche liquide surnageant sur le bain 9 et sur laquelle on déverse l'acier à couler 12. Il est à noter également que l'invention s'accommode tout à fait d'une mise en oeuvre, non plus à l'air, comme exemplifié ci-avant, mais sous une atmosphère contrôlée, par exemple inerte ou présentant des propriétés refroidissantes particulières. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la production directe d'une tôle mince en acier par coulée continue, caractérisé en ce que on dépose "en continu" de l'acier en fusion (12) à la surface d'un bain de flottation (9), formé d'une matière, telle que du plomb, plus dense mais ayant une température de fusion inférieure à celle de l'acier coulé, et que l'on maintient à l'état liquide ; on laisse l'acier coulé se solidifier sous forme d'une nappe (12') flottant sur ledit bain (9), et on extrait de ce dernier, également en continu, la nappe complètement solidifiée, et constituant la tôle à produire. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on maintient le bain de flottation (9) à l'état liquide à l'aide d'un chauffage électrique. 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on détermine l'épaisseur de la tôle produite par réglage de la vitesse d'extraction.