Brevet FR2682052A3 — publié le 19930409

FR 2682052 A3 19930409 FR 9112364 A 19911008 L'invention est relative à l'enduisage d'un cylindre d'une machine de coulée continue de bandes métalliques minces entre deux cylindres ou sur un cylin- dre Une telle machine comporte au moins un cylindre à axe horizontal entraîné en rotation autour de son axe, au contact duquel on réalise la coulée et la solidification du métal destiné à constituer une bande mince. On sait que pour obtenir un bon état de surface et une bonne régularité de solidification d'une bande mince d'acier coulée sur un cylindre ou entre deux cylin- dres il est nécessaire de bien ajuster les échanges thermiques entre le ou les cylindres et le métal coulé. Pour ajuster ces échanges thermiques on est amené à introduire une résistance thermique de contact en endui- sant la surface du ou des cylindres d'une fine pellicule réfractaire Celà se fait notamment en projetant du nitrure de bore sur la surface du cylindre. La technique d'enduisage par projection ou pulvérisation de nitrure de bore présente plusieurs in- convénients: le nitrure de bore est un produit coûteux; le nitrure de bore est incompatible avec la coulée d'aciers inoxydables; la couche déposée est relativement épaisse, ce qui n'est pas nécessaire pour obtenir l'effet recherché et ce qui peut réduire la productivité de la machine de coulée; le résultat obtenu est fonction de l'état de surface des cylindres avant enduisage. Le but de la présente invention est de proposer un procédé d'enduisage d'un cylindre d'une machine de coulée continue de bandes minces métalliques entre deux cylindres ou sur un cylindre, qui soit économique, qui conduise à des pellicules qui soient très minces, juste suffisantes pour obtenir un bon état de surface mais pas trop épaisses pour ne pas limiter la productivité de la machine, qui soit peu sensible à l'état de surface des cylindres avant enduisage et qui soit compatible avec la coulée d'aciers inoxydables. A cet effet, l'objet de l'invention est un procédé d'enduisage d'un cylindre d'une machine de coulée continue de bandes métalliques minces entre deux cylindres ou sur un cylindre comprenant au moins un cylindre en- traîné en rotation autour de son axe et dont la surface vient au contact du métal liquide pendant la coulée, selon lequel on enduit ledit cylindre d'une couche mince d'une matière pulvérulente isolante et réfractaire constituée de produits carbonés ou siciliés. Suivant un premier mode de réalisation, on met en contact la surface du cylindre en rotation autour de son axe avec un courant d'une fumée formée par la combus- tion d'un produit carboné et constituée principalement de noir de carbone. Cette fumée peut être produite par la combustion incomplète de produits carbonés tels que par exemple des graisses glycérinées, de l'acétylène ou du fuel-oil. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention Ce dispositif est constitué d'une rampe de brûleurs placés sous une génératrice d'un cylindre à enduire ayant une disposition horizontale Ces brûleurs sont alimentés de façon réglable en produit carboné et en air ou oxygène. Suivant un deuxième mode de réalisation, on enduit une surface du cylindre venant en contact avec le métal coulé d'un produit susceptible de se décomposer par craquage sous l'effet de la chaleur en au moins un produit solide pulvérulent isolant et réfractaire et en produits volatils, le produit solide restant adhérent à la surface dudit cylindre. La chaleur provoquant la décomposition peut provenir uniquement du métal coulé venant en contact avec le cylindre. On peut aussi, avant enduisage, chauffer la surface du cylindre à une température supérieure à la température de craquage du produit d'enduisage. On peut également, après enduisage, soumettre la surface du cylindre à un chauffage. Le produit déposé par enduisage peut être notamment un hydrocarbure ou une huile organique. Le produit déposé par enduisage peut être une huile siliconée. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif comporte un moyen d'enduisage constitué d'un rouleau encreur. Le chauffage avant enduisage peut être réalisé par un dispositif à induction. Le chauffage après enduisage peut être réalisé par un dispositif à rayonnement. L'invention concerne enfin une machine de coulée continue de bandes minces comprenant au moins un cylindre entraîné en rotation autour de son axe et dont la surface est mise en contact avec du métal liquide pendant la coulée, ledit cylindre est muni d'un dispositif d'en- duisage par combustion incomplète de produit carboné ou par rouleau encreur. Un tel procédé permet d'enduire les cylindres d'une machine de coulée continue de bandes minces d'une pellicule de 10 à 20 pm d'épaisseur de noir de carbone ou de silice d'une façon très régulière Cette pellicule crée une résistance thermique adaptée et compatible avec la coulée d'acier inoxydable. L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées. La figure 1 est une vue schématique en perspec- tive du dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un dispositif d'enduisage d'un cylindre suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'une machine de coulée continue de bandes minces entre deux cylindres, comportant des dispositifs d'enduisage suivant le deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans un premier mode de réalisation de l'inven- tion, on fait lécher la surface d'un cylindre en rotation par une fumée riche en carbone Il se dépose alors sur le cylindre une pellicule de 10 à 20 pm d'épaisseur de noir de carbone Cette pellicule crée une résistance thermique qui correspond à ce qui est souhaité pour des cylindres de dispositifs de coulée de bandes minces entre deux cylin- dres ou sur un cylindre Pour produire cette fumée riche en carbone, on fait brûler avec une quantité d'oxygène inférieure à la quantité nécessaire pour réaliser une combustion complète, des produits carbonés tels que du fuel-oil ou une graisse glycérinée ou par exemple de l'acétylène De telles combustions incomplètes produisent des dégagements importants de noir de carbone. Pour mettre en oeuvre le procédé, sous un cylindre 1 d'un dispositif de coulée de bandes minces qui tourne dans le sens de la flèche, on place une rampe de brûleurs 2 alimentés en 3 par le combustible et en 4 par de l'air ou de l'oxygène, le rapport débit de combustible sur débit d'air est réglable de façon à pouvoir produire une combustion incomplète De tels brûleurs sont connus et ne seront pas décrits La rampe de brûleurs est située en regard d'une génératrice du cylindre. Au voisinage du cylindre, une hotte d'aspiration récupère les fumées qui ne se sont pas déposées sur le cylindre Ces fumées sont aspirées par l'orifice 6 à l'aide d'un dispositif connu non décrit. Un tel procédé est économique, les combustibles utilisés étant très peu chers contrairement au nitrure de bore On peut déposer une couche très mince de l'ordre de 10 pm d'épaisseur qui est suffisante pour obtenir l'effet recherché mais qui ne limite pas trop les échanges ther- miques et de ce fait ne réduit pas la productivité de la machine. Il est à noter qu'avant enduisage, la surface du cylindre peut être nettoyée par exemple par brossage, mais, même si le nettoyage n'est pas parfait, le noir de carbone se dépose régulièrement. Dans un deuxième mode de réalisation de l'inven- tion on dépose sur le cylindre une fine couche d'un produit susceptible de se décomposer par craquage d'une part en une poudre de produits carbonés ou siliciés et d'autre part en des produits volatils. Lorsqu'une machine de coulée continue de bandes d'acier minces entre cylindres est en fonctionnement, la température de la surface des cylindres est supérieure à 2000 C, soit une température supérieure à la température de craquage d'hydrocarbures tels que le fuel-oil ou d'huiles organiques telles que 1 'huile de colza couramment utilisée en coulée continue. Le procédé selon l'invention consiste à déposer une fine couche d'un tel produit sur la surface du cylin- dre Sous l'effet de la chaleur, ces produits subissent un craquage qui les décompose d'une part en carbone, d'autre part en produits volatils Le carbone forme alors une fine couche adhérente à la surface du cylindre, par exemple de à 50 pm d'épaisseur, et les produits volatils S 'évacuent par évaporation La fine couche de carbone forme alors une résistance thermique de contact entre l'acier et le cylindre et il est à noter que cette résistance dépend peu de l'épaisseur de la couche lorsque cette couche est dans le bas de la fourchette 10-50 pm. Au lieu d'enduire le cylindre d'un produit organique, on peut l'enduire de produit siliconé, par exemple une huile siliconée qui se décompose également sous l'effet de la chaleur en d'une part de la silice qui forme une pellicule adhérente à la surface du cylindre et d'autre part en produits volatils qui s'évacuent par évaporation. Si la température à laquelle est porté le cylindre, pendant la coulée, avant l'enduisage n'est pas suffisante pour provoquer le craquage du produit d'endui- sage, on porte sa température, à l'aide d'un moyen de chauffage, à une température supérieure à la température nécessaire au craquage, par exemple 300 'C. Si la chaleur contenue dans le cylindre n'est pas suffisante pour faire évaporer tous les produits volatils, on chauffe la pellicule, à l'aide d'un moyen de chauffage, après enduisage, de façon à terminer l'évapora- tion des produits volatils. Pour mettre en oeuvre le procédé, on peut, par exemple, utiliser un dispositif tel que représenté à la figure 2. Le cylindre 10 est au contact, suivant une génératrice, avec un rouleau encreur 12 connu qui trempe dans un bain 13 du produit d'enduisage Le cylindre tourne dans le sens de la flèche. En amont du rouleau encreur 12, un dispositif de chauffage par induction 14 connu permet de préchauffer le cylindre. En aval du rouleau encreur, un dispositif de chauffage par rayonnement 15 connu, par exemple constitué de tubes radiants parallèles à des génératrices du cylin- dre, chauffe la pellicule déposée. Lorsque le cylindre 10 tourne, une zone de sa surface passe devant le dispositif 14 et est chauffée au- delà de 3000 C Lorsque cette zone arrive au contact du rouleau encreur d'une part, le rouleau encreur est en- traîné en rotation et, d'autre part, la surface du cylin- dre est enduite du produit liquide qui se trouve dans le bac 13. Au contact du cylindre, ce produit est porté à une température supérieure à la température de craquage; il se décompose alors d'une part en un produit solide pulvérulent isolant et réfractaire qui reste adhérent au cylindre et d'autre part en des produits volatils qui commencent à s'évaporer. Lorsque la zone de la surface du cylindre passe devant le dispositif 15, les produits volatils encore présents dans la pellicule sont chauffés et s'évaporent complètement si bien qu'en aval de ce dispositif la surface du cylindre ne comporte plus qu'une pellicule sèche. Il est clair que si la température et l'inertie thermique du cylindre sont suffisantes pour assurer le craquage et l'évaporation, les dispositifs de chauffage 14 et 15 ne sont pas nécessaires. Ce procédé et ce dispositif permettent de déposer des produits économiques et facilement accessibles puisque les produits utilisés sont des hydrocarbures ou des huiles siliconées beaucoup moins chers que le nitrure de bore; d'autre part, le procédé et le dispositif sont très fiables, le rouleau encreur étant une technique bien maîtrisée. Il est à noter qu'avant enduisage, la surface du cylindre peut être nettoyée, par exemple, par frottement contre une brosse métallique. Sur la figure 3 on voit une machine de coulée continue de bandes minces entre deux cylindres 16 et 17. De l'acier liquide 18 contenu dans une poche 19 est coulé entre les cylindres 16 et 17 qui sont disposés avec un certain écartement et qui tournent en sens inverse, comme indiqué par les flèches 21. A la sortie de l'espace de coulée entre les cylindres, l'acier 18 est au moins partiellement solidi- fié, sous la forme d'une bande mince 20. Chacun des cylindres 16 et 17 est équipé d'un dispositif d'enduisage analogue au dispositif représenté sur la figure 2 et comportant un moyen de préchauffage à induction 24 (ou 24 '), un rouleau encreur 22 (ou 22 ') et un moyen de séchage et de chauffage par rayonnement 25 (ou ') disposés successivement autour du cylindre, dans le sens de rotation 21. Il est bien évident que, lorsque la machine de coulée est du type à un seul cylindre en contact avec le métal liquide elle n'est équipée que d'un seul dispositif d'enduisage et que, lorsqu'elle est du type à deux cylin- dres en contact avec le métal liquide, elle est équipée de deux dispositifs d'enduisage. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enduisage d'un cylindre ( 1, 10, 16, 17) d'une machine de coulée continue de bandes métal- liques minces entre deux cylindres ou sur un cylindre comprenant au moins un cylindre ( 1, 10, 16, 17) entraîné en rotation autour de son axe et dont la surface vient au contact du métal liquide ( 18) pendant la coulée, caracté- risé en ce qu'on enduit ledit cylindre ( 1, 10, 16, 17) d'une couche mince d'une matière pulvérulente, isolante et réfractaire constituée de produits carbonés ou siliciés. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'on met en contact la surface du cylindre ( 1) en rotation autour de son axe avec un courant d'une fumée formée par la combustion d'un produit carboné et consti- tuée principalement de noir de carbone. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le courant de fumée est produit par la combus- tion incomplète du produit carboné, en présence d'une quantité d'oxygène inférieure à la quantité nécessaire pour assurer une combustion complète, ledit produit carboné étant par exemple l'un des produits suivants: fuel-oil, graisse glycérinée, acétylène. 4. Dispositif d'enduisage pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 2 ou 3 compre- nant une rampe de brûleurs ( 2) située sous une génératrice inférieure du cylindre ( 1) en position horizontale. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on enduit la surface du cylindre ( 10, 16, 17) en rotation autour de son axe d'un produit susceptible de se décomposer par craquage sous l'effet de la chaleur en au moins un produit solide pulvérulent isolant et réfractaire et en produits volatils, le produit solide restant adhé- rent à la surface dudit cylindre. 6. Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'avant d'enduire le cylindre on chauffe la surface dudit cylindre ( 10, 16, 17) à une température supérieure à la température de craquage du produit d'en- duisage. 7 Procédé selon la revendication 5 ou 6, carac- térisé en ce qu'après avoir enduit le cylindre ( 10, 16, 17) on soumet la surface dudit cylindre à un chauffage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 5 à 7, caractérisé en ce que le produit déposé par enduisage est un hydrocarbure ou une huile organique ou une huile siliconée. 9. Dispositif d'enduisage d'un cylindre ( 10, 16, 17) d'une machine de coulée continue de métal compor- tant au moins un cylindre ayant au moins une surface venant en contact avec le métal coulé ( 18), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen ( 12, 22, 22 ') d'enduisage de la surface du cylindre en un produit susceptible de se décomposer au contact du cylindre ( 10, 16, 17) et consti- tué par un rouleau encreur. Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comporte un moyen ( 14, 24, 24 ') de pré- chauffage du cylindre avant enduisage constitué par exemple par un moyen de chauffage par induction et/ou un moyen ( 15, 25, 25 ') de chauffage après enduisage constitué par exemple par un moyen de chauffage par rayonnement. 11 Machine de coulée continue de bandes minces comprenant au moins un cylindre ( 1, 10, 16, 17) entraîné en rotation autour de son axe dont la surface est mise en contact avec du métal liquide ( 18) pendant la coulée, caractérisée en ce que le cylindre ( 1, 10, 16, 17) est muni d'un dispositif d'enduisage selon la revendication 4 ou selon l'une des revendications 9 ou 10.