Brevet FR2653693A1 — publié le 19910503

L'invention concerne le domaine de la coulée continue de produits métalliques minces, particulièrement en acier, par la technique dite de coulée entre deux cylindres. On rappelle que cette technique consiste schématiquement à utiliser une machine comprenant: - deux cylindres disposés côte à c8te, tournant en sens opposés, de préférence en cuivre ou en alliage de cuivre, énergiquement refroidis par circulation d'eau. Ces cylindres définissent entre eux un espace de coulée dans lequel le métal en fusion, qui est introduit continûment, se solidifie au contact des parois froides des cylindres afin de pouvoir être extrait sous forme d'un produit déjà complètement solidifé au niveau du col entre les cylindres ou au voisinage immédiat du col; - et deux plaques latérales fixes, assurant la fermeture étanche de l'espace de coulée aux extrémités des cylindres. Ces plaques, dont la partie au contact du métal coulé est habituellement en matériau réfractaire, seront désignées dans la suite du texte par l'expression habituelle "petites faces". L'une des difficultés rencontrées lors de l'application de ce procédé à la coulée continue d'ébauches minces de métaux à point de fusion élevé, tels que l'acier, réside dans une solidification parasite du métal qui se produit au contact des petites faces dans la zone supérieure de la lingotière, c'est-à-dire au-dessus du col (plan passant par les axes des cylindres). Si cette solidification est trop importante, il y a risque d'accrochage de la peau solidifiée sur les petites faces. Ceci peut conduire, lors de l'extraction du produit de la lingotière, à une déchirure de la peau à peine solidifiée et à un épanchement du métal liquide en dessous de la lingotière (phénomène appelé "percée"). Si la partie métallique solidifiée sur les petites faces ne s'y accroche pas, elle sera laminée par les cylindres, ce qui entraînera, le cas échéant, la formation de défauts sur le produit, voire le blocage de la machine ou la détérioration des cylindres si l'effort de serrage à fournir par ces derniers pour maintenir une épaisseur de produits déterminée est trop important. Ces difficultés sont aggravées en début de coulée, puisque le métal liquide entre alors en contact avec des petites faces froides. Il est donc souhaitable de retarder la solidification du produit au voisinage des petites faces. A cet effet, des dispositifs assurant un réchauffage des petites faces avant et/ou pendant la coulée ont été proposés, par exemple dans la demande de Certificat d'Utilité FR 8804471 au nom de la demanderesse. De tels dispositifs impliquent une construction et une mise en oeuvre de la machine nécessitant une parfaite maîtrise technologique. Une autre solution consiste à intervenir dans le refroidissement du métal au niveau du contact de ce dernier avec les cylindres de coulée dans les zones avoisinant les petites faces, par exemple en chauffant au moyen de brûleurs les portions des cylindres qui vont entrer en contact avec le métal formant les rives du produit (demande de brevet JP 6209751) Le but de l'invention est de ralentir le refroidissement des rives du produit pendant leur solidification, de manière à les rendre plus malléables et moins sujettes à l'accrochage contre les petites faces. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'apport de chaleur pendant leur solidification aux rives d'un produit métallique mince coulé en continu sur une machine comportant un espace de coulée défini par deux cylindres en rotation et deux plaques d'obturation latérales dites "petites faces", caractérisé en ce qu'on applique sur les portions de la surface refroidie des cylindres proches des petites faces un revêtement destiné- à réagir de façon exothermique avec le métal qui entre en contact avec lui. L'invention a également pour objet un cylindre de machine de coulée continue de produits métalliques entre deux cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte, au voisinage de chacune des ses parties destinées à être contact avec les petites faces, une zone annulaire comportant une gravure superficielle en creux favorisant l'adhérence d'un revêtement exothermique consommable. L'invention a enfin pour objet un dispositif de coulée continue de produits métalliques entre deux cylindres refroidis en rotation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application de façon continue ou discontinue sur les portions de la surface refroidie des cylindres proches des petites faces, d'un revêtement destiné à réagir de façon exothermique avec le métal qui entre en contact avec lui. Comme on l'aura compris, le revêtement exothermique réagit avec le métal qui va constituer les rives du produit, et élève localement à cet endroit la température de ce métal, de manière à absorber le surcroît de refroidissement que procure aux rives la proximité des petites faces. La figure unique annexée, montrant schématiquement en perspective la partie supérieure d'une machine de coulée continue entre cylindres modifiée selon l'invention, permettra au besoin de mieux comprendre l'invention. On reconnaît sur cette figure les cylindres refroidis 1,1' en rotation en sens inverses autour de deux axes X-X et Y-Y parallèles situés dans un même plan horizontal. Ils définissent entre eux un espace de coulée, obturé latéralement par des petites faces 2, 2'. L'acier liquide 3, déversé en continu à partir d'un récipient d'alimentation non représenté, remplit cet espace de coulée o il se solidifie pour former un produit 4 extrait vers le bas de la machine sous l'effet de la rotation des cylindres. Le matériau 5 destiné à constituer le revêtement exothermique est contenu dans des récipients 6,6',6",6"' à partir desquels il s'écoule et vient se déposer, par exemple par simple gravité, sur les zones des cylindres 1, 1' les plus proches des petites faces 2,2'. Les récipients 6,6',6",6"' sont munis de moyens 7,7',7",7"' permettant de contrôler le débit du matériau 5. Préalablement à leur entrée en contact avec l'acier liquide, les zones des cylindres 8,8',8",8"' les plus proches des petites faces sont ainsi revêtues chacune d'une bande 9, 9',9",9"' d'un revêtement exothermique. Chacune de ces zones a environ 10 mm de large, et est située sur les bords des cylindres si les petites faces sont plaquées contre les extrémités des cylindres. L'adhérence du revêtement est favorisée si les zones 8,8',8",8"' comportent une gravure superficielle en creux, telle qu'une multiplicité d'alvéoles, comme symbolisé sur la figure, servant de receptacle au revêtement. Ce revêtement est constitué par un produit susceptible de réagir rapidement de manière exothermique au contact du métal liquide. Il peut, par exemple, contenir essentiellement des élémentsmmétalliques tels que de l'aluminium, du silicium ou du calcium, dont la simple dissolution dans l'acier liquide est exothermique. Cet effet est encore accentué si l'acier liquide est incomplètement désoxydé, ce qui permet aux éléments métalliques de réagir avec l'oxygène dissous dans le métal, réaction qui est elle-même exothermique. Ces éléments métalliques peuvent également être mélangés à des oxydes réductibles par eux à haute température, tels que des oxydes de fer et/ou de manganèse. Ainsi, les désoxydants pourront continuer à réagir exothermiquement même après que le revêtement ait été recouvert par la peau de métal solidifié, à laquelle la chaleur est alors transmise. La cohésion du revêtement peut être assurée par un liant minéral ou organique facilitant son application sur les bords des cylindres par des moyens appropriés et son adhérence sur les cylindres jusqu'à son contact avec le métal. Le dépôt par simple gravité peut ainsi être remplacé par un dépôt par projection ou par enduction. Le revêtement est régénéré par lesdits moyens d'application de façon continue, ou de façon discontinue s'il n'est pas entièrement consommé après une seule mise en contact avec le métal. Le liant doit avoir une capacité calorifique aussi faible que possible afin de pas trop réduire l'efficacité des produits exothermiques. La dissolution et la réaction de la poudre et de son liant au sein du métal peuvent entraîner une modification locale de la composition de l'acier formant les rives par rapport au reste du produit. Mais comme les rives des produits minces coulés entre cylindre présentent généralement des irrégularités de forme et de structure rendant souvent leur chutage nécessaire, cette pollution ne constitue pas un grave inconvénient. L'invention est également applicable aux machines munies de cylindres dits "translatables" permettant de faire varier la largeur du produit par déplacement des cylindres parallèlement l'un à l'autre entre deux coulées ou pendant une coulée. Dans ce cas, les moyens d'application du revêtement doivent être mobiles afin de pouvoir suivre les déplacements des rives du produit. REVENDICATIONS 1) Procédé d'apport de chaleur pendant leur solidification aux rives d'un produit métallique mince coulé en continu sur une machine comportant un espace de coulée défini par deux cylindres en rotation et deux plaques d'obturation latérales dites "petites faces", caractérisé en ce qu'on applique sur les portions de la surface refroidie des cylindres proches des petites faces un revêtement de matière consommable destiné à réagir de façon exothermique avec le métal qui entre en contact avec lui. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement comprend des éléments désoxydants de l'acier liquide, tels que l'aluminium, le silicium, le calcium. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit revêtement comprend également des oxydes réductibles par lesdits oxydants, tels que des oxydes de fer ou de manganèse. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments actifs dudit revêtement sont sous forme pulvérulente et mélangés à un liant organique ou minéral. ) Cylindre de machine de coulée continue de produits métalliques entre deux cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte, au voisinage de chacune de ses parties destinées à être en contact avec les petites faces, une zone annulaire comportant une gravure superficielle en creux, favorisant l'adhérence d'un revêtement exothermique consommable. 6) Cylindre selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite gravure en creux forme une multiplicité d'alvéoles. 7) Dispositif de coulée continue de produits métalliques du type comportant un espace de coulée défini par deux cylindres refroidis en rotation et deux plaques d'obturation latérale dites "petites faces" caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application de façon continue ou intermittente sur les portions de la surface refroidie des cylindres proches des petites faces d'un revêtement destiné à réagir de façon exothermique avec le métal qui entre en contact avec lui. 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les cylindres sont du type défini dans la revendication 5 ou 6. 9) Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit revêtement est appliqué sur la surface des cylindres par projection. ) Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit revêtement est appliqué sur la surface des cylindres par enduction.