FR 2104863 A1 19720421 FR 7130440 A 19710820 71 30440 1 2104863 Cette invention concerne des procédés et des appareils de coulée, et plus particulièrement des procédés et des appareils pour améliorer une technique de coulée en continu, généralement désignée dans lé passé par la "texture" d'un lingot. 5 Dans le passé, l'attention a été attirée sur l'amélioration de la "texture" dans les coulées. On sait que des discontinuités, comme la ségrégation, la porosité et les inclusions qui affectent la ductilité et réduisent les caractéristiques souhaitables,sont liées aux structures dendritiques des coulées. Ainsi, dans le 10 passé, l'affinement des grains se référait en fait,dans de nombreux cas, à l'affinement des denârites. "Principles of Solidification" de Bruce Charlmers (John Wiley and Sons, 1964) donne une discussion complète des structures dendritiques et des caractéristiques des coulées. Comme cela a 15 été noté, on a reconnu que ces structures pouvaient affecter des propriétés d'une pièce coulée telle qu'm lingot. Le brevet des E.U.A. de Schaaber n° 2.877.525, délivré le 17 Hars 1959, vise à améliorer la structure des pièces coulées par l'utilisation de la rotation du métal fondu autour de l'axe longitudinal du 20 lingot pendant le processus de coulée. Certains des inconvénients de la rotation sont qu'elle contribue à la porosité ou la contraction axiales et qu'elle ne fait rien pour ramener les éléments de la zone de solidification dans le métal fondu, de sorte que les masses concentrées de soluté et les inclusions sont tenues 25 hors de contact du front de solidification et, par là, ne sont pas enfermées. De plus, la rotation du métal fondu aggrave les problèmes de ségrégation, vu que les éléments les plus lourds dans le métal fondu tendent à se déplacer par force centrifuge vers la zone extérieure du métal fondu. De plus, la rotation 30 n'est pas souhaitable parce qu'elle concentre les inclusions au centre du lingot et les empêche de venir à la surface. Le brevet des E.U.A. de Criner n° 3.153.82c, délivré le 27 Octobre 1964, décrit l'agitation du métal fondu pendant la formation du lingot par l'utilisation de bobines toriques placées 35 autour du moule, qui induisent des courants de Foucault dans le métal en fusion pour l'agiter ou le faire vibrer. Bien que la vibration puisse résoudre les problèmes de porosité ou de contraction axiales, les inclusions à l'intérieur du métal en fusion ne sont pas amenées à la surface en contact avec la 40 couche de scories, de manière à pouvoir être enlevées. De plus, 71 30440 2104863 2 la position des bobines d'agitation autour du moule de refroidissement n'est pas, en général, un bon emplacement pour ces bobines, à cause de leur tendance à perturber la formation initiale de la peau sur la surface extérieure du lingot. 5 Le brevet britannique n° 752.271 vise à décrire l'agitation du métal fondu pendant la coulée d'un lingot par l'utilisation d'une bobine d'induction placée au voisinage du moule. Il décrit le mouvement du métal fondu vers la surface et vers le fond. L'inconvénient d'avoir une bobine d'agitation à proximité du lO moule existe dans ce dispositif. Un mouvement semblable du métal au voisinage des bobines d'induction est exposé dans le brevet britannique n° 705.7S2, dans le but d'obtenir un mouvement rapide du métal fondu à travers l'orifice de sortie d'un récipient contenant le métal 15 fondu et dans le moule de refroidissement pour la formation du lingot. La présente invention concerne directement les procédés de coulée, et implique l'affinement des microstructures. Elle est particulièreiaent appliquable à la coulée en continu d'un 20 lingot durant laquelle le bain de métal fondu à l'intérieur du lingot se prolonge jusqu'à une distance notable en aval du moule de refroidissement ou d'autres mécanismes employés pour former la peau extérieure initiale du lingot. Un tel bain de métal fondu peut se prolonger, par exemple, jusqu'à 9 m et 25 plus, ou même jusqu'à 24 m, en aval du moule de refroidissement dans le cas d'une coulée en 4 continu à grande vitesse des lingots. On sait que les paramètres importants qui déterminent le mode de croissance d'une structure de coulée sont le gradient de température dans le métal fondu le long de l'interface solide-30 liquide, la vitesse de croissance de la matière solide, et la concentration en soluté dans le liquide. Dans la présente invention, un écoulement de métal fondu est utilisé pour augmenter notablement le gradient de température. La "zone poreuse" typique, qui se trouve normalement le long de l'interface solide-liquide, 35 est influencée, fortement réduite ou, en fait, éliminée, ce qui change les caractéristiques de solidification du lingot, de sorte qu'on obtient une structure de lingot plus souhaitable. L'écoulement est tel qu'il empêche la croissance des dendrites columnaires, qu'on sait être indésirables dans la structure 40 des lingots. 71 30440 2104863 3 L'écoulement du métal, qui est utilisé, est un écoulement d'avancement qui se fait le long de l'interface solide-liquide sur une longueur choisie, ou dans de nombreux cas, de manière souhaitable, sur pratiquement sa longueur entière, dans une 5 première direction qui est de préférence la même direction que celle du déplacement du lingot; un chemin inverse de circulation peut être utilisé dans certains cas, mais cela nécessite une puissance notablement plus grande pour faire avancer électromagnétiquement le métal, parce que celui-ci 10 doit alors être déplacé dans la direction opposée à celle de l'écoulement de convection normal, un écoulement de retour, dans une direction opposée, à l'intérieur du bain fondu, est employé pour fournir une circulation complète et efficace de , tout le métal à l'intérieur du bain. Cet écoulement d'avancement 15 du métal amène du métal chaud depuis le haut du bain fondu le long de l'interface solide-liquide, ce qui enlève ou dissout pratiquement la "zone poreuse" et brise les dendrites avant qu'elles puissent se former en longues dendrites columnaires. L'écoulement de retour fait circuler les dendrites brisées 20 dans la matière fondue chaude, où elles sont soit fondues à nouveau, soit emportées pour être déposées dans des orientations aléatoires et dans des emplacements différents de ceux où elles ont été brisées. L'écoulement de retour fait également avancer le métal fondu au contact de la face inférieure de la couche 25 de scories, au niveau de laquelle de nombreuses inclusions sont facilement enlevées. L'écoulement d'avancement vers le bas le long de l'interface tend également à redissoudre les éléments d'inclusions, et même à empêcher plus encore leur dépôt en temps qu'inclusions jusqu'à la solidification de l'extrémité postérieure 30 de la barre coulée en continu. La circulation du métal favorise également la coagulation de petites inclusions et aide à leur séparation, sous forme de corps plus importants, dans la couche de scories. L'écoulement d'avancement, qui a lieu, selon l'invention, 35 à l'intérieur du bain de métal fondu, réduit la ségrégation et la porosité ou la contraction axiales qui adviennent lorsqu'on emploie la rotation autour de l'axe du lingot, comme dans les techniques d'agitation antérieures, pendant la formation du lingot. Comme cela a été noté, l'écoulement d'avancement péut se 40 feiire "• de manière avantageuse sur toute la longueur du bain de 71 3Ô440 2104863 métal fondu et, ainsi, se prolonge sur plusieurs décimètres en aval du moule de refroidissement ou d'autres moyens de refroidissement. De manière avantageuse, 1'écoulement d'avancement du métal fondu est obtenu par l'utilisation de bobines hélicoïdales 5 placées le long du lingot en aval du moule de refroidissement. On pense obtenir l'écoulement optimal du métal fondu lorsque l'effet des bobines couvre la longueur entière du bain de métal fondu. La référence à une bobine hélicoïdale signifie qu'on emploie une bobine dans laquelle les enroulements forment une hélice autour 10 du lingot ou de la barre, c'est-à-dire une hélice (ayant des enroulements carrés ou rectangulaires, à coins arrondis, ou des enroulements circulaires, ou bien d'une autre forme convenant au lingot) qui est pratiquement coaxiale avec le lingot et sa ligne de déplacement. Les enroulements sont 15 excités de manière connue par une source d'excitation polyphasée, de manière à obtenir la circulation recherchée du métal fondu. Selon la vitesse d'écoulement, différentes structures de croissance à l'intérieur du lingot se produisent. En général, avec des écoulements laminaires, les dendrites sont brisées, 20 de sorte que des dentrites columnaires ne peuvent se produire, et une structure dendritique équiaxe (orientation aléatoire des dendrites) en résulte. A des vitesses d'écoulement plus élevées, une structure qu'on appelerait "thamnitique"lou modifiée par l'écoulement, se développe, qui implique des formes arrondies 25 et dans laquelle les bras, primaires ou secondaires, ne peuvent être distingués, alors qu'ils le sont dans les structures den-dritiques typiques. Aux vitesses d'écoulement encore plus élevées, il résulte une croissance qu'on appelerait "fibreuse" (du type cellulaire) caractérisée par des éléments de structure primaires 30 alignés selon une seule direction, sans aucun élément structurel secondaire, ou bras secondaire. Chacune de ces vitesses d'écoulement est caractérisée par une structure de croissance qui est différente de ce qu'elle serait dans les mêmes conditions thermodynamiques sans l'écoule-35 ment forcé du fluide. Ainsi, l'invention a pour objectif primaire d'obtenir des microstructures de solidification améliorées. On comprendra plus complètement l'invention si on se rapporte à la description détaillée suivante faite en conjonction avec les 40 dessins ci-joints. 71 30440 5 2104863 La Figure 1 est une vue en perspective d'un appareil représentatif de l'invention, indiqué de manière très simplifiée et quelque peu schématique. La Figure 2 est une vue en coupe prise selon la section 5 2-2 de la Figure 1. Les Figures 3, 4 et 5 sont des photographies par microscope électronique à balayage de différentes microstructures selon 1'invention. La Figure 6 est une série de courbes représentant la relation 10 entre les différentes structures de croissance en fonction de la concentration en soluté, le gradient de température et la vitesse de croissance. La Figure 7 montre une série de courbes reliant la structure de croissance à la température initiale et à la vitesse d'écoule-15 ment, ou à la puissance d'entrée. La Figure 8 est une micrographie (grossissement 65) d'une section prise parallèlement à la direction de croissance (c'est-à-dire la croissance à partir d'une surface refroidie), montrant une microstructure columnaire brisée, de caractère 20 équiaxe. La Figure 9 est une micrographie (grossissement 65) d'une section parallèle à la croissance, montrant une microstructure thamni tique. Les Figures 10a et lob sont des micrographies (grossissement 25 65, réduites pour la reproduction) de sections prises respectivement parallèlement et perpendiculairement à la direction de croissance, montrant une microstructure fibreuse. La Figure 11 est une micrographie (grossissement 65/ réduite pour la reproduction) d'une section parallèle à la croissance, 30 dans le sens gauche-droite, montrant une microstructure dendritique, sauf pour une bande qui traverse le solide en train de croître, dans laquelle le métal fondu a été soumis à un écoulement, selon l'invention, ce qui a produit une microstructure thamnitique. 35 Avant de décrire les Figures en détail, il est préférable de considérer la croissante des dendrites. La croissance des dendrites est .caractérisée par une microstructure résultante qui a quelque peu 1*apparence d'un arbre, avec des bras primaires et secondaires. Le bras primaire d'une dendrite s'étend dans une 40 direction comme le tronc d'un arbre, et les bras secondaires 71 50440 6 2104-363 s'étendent en général perpendiculairement à celui-ci comme les branches d'un arbre. Les bras secondaires eux-mêmes peuvent posséder d'autres bras qui s'étendent perpendiculairement à eux. Les structures dendritiques columnaires sont caractérisées par 5 des bras dendritiques primaires relativement longs, qui s'alignent pratiquement parallèlement les uns aux autres. Les structures dendritiques columnaires sont indésirables dans une structure de coulée parce que la ductilité, en autres, varie selon la direction; elle est plus résistante dans la direction de 10 croissance des bras dendritiques primaires et est plus faible perpendiculairement à la direction de croissance. Comme on l'a noté ci-dessus, l'agitation par rotation autour de l'axe du lingot a été employée dans le passé pour modifier la structure de croissance et pour éliminer les dendrites columnaires. 15 Cependant, une telle rotation aggrave la porosité axiale (parce que les forces centrifuges tendent à déplacer le métal fondu vers l'extérieur depuis le centre du bain), et est également indésirable du fait qu'un écoulement circulaire ne s'adapte pas en soi à des pièces coulées de section carrée. 20 Pour obtenir un affinement des dendrites dans une structure de coulée, il est souhaitable d'éliminer les inclusions et la ségrégation le plus possible. Les inclusions formées avant la solidification sont surtout des oxydes stables à haute température . Les inclusions formées pendant la solidification sont 25 surtout des sulfures, des tellurures, des arseniures, des nitrures et quelques oxydes. Les inclusions habituelles de l'acier sont des composés de divers solutés ou des oxydants utilisés dans l'acier en combinaison avec l'oxygène, le soufre et moins fréquemment l'azote. Si on emploie une agitation par 30 rotation autour d'un axe du lingot, ou une agitation locale, les inclusions, si elles sont modifiées, resteront à l'intérieur de la structure, ou tendront à se concentrer au centre pendant le processus de solidification. Ce qui est nécessaire est un déplacement du métal contre la couche de scories, de sorte que 35 les inclusions puissent être enlevées au contact de la couche• de scories. La ségrégation est caractérisée par des concentrations d'éléments dsins des zones intérieures du lingot et est aggravée en particulier par une agitation par rotation, qui tend à créer des bandes de ségrégation le long de l'axe du lingot du fait de 40 la force centrifuge. La macroségrégation est habituellement 71 30440 7 2104863 associée aux pièces de coulée importantes et se réfère à des modifications locales de la concentration en soluté à grande échelle. La microségrégation est la différence de concentration en soluté entre■le centre de la dendrite et les zones situées 5 entre les dendrites. On comprendra que les références aux solutés signifient, par exemple dans l'acier, d'autres éléments que le fer, comme des éléments d1alliage ,contenus dans la composition désirée. Tous ces problèmes sont évités dans la présente invention 10 par l'utilisation d'une technique d'agitation indiquée sur la Figure 2. Si l'on se rapporte maintenant aux Figures 1 et 2, le métal fondu à coulër en continu dans un lingot, par exemple, est versé dans un moule de refroidissement 10 par une conduite d'alimentation 12 qui prolonge vers le bas un entonnoir classique 15 (non indiqué). La conduite comprend une sortie 12a placée à l'intérieur du bain fondu et en dessous de la couche de scories 13, qui est orientée vers le haut de sorte que le métal fondu sortant de la conduite d'alimentation est dirigé vers le haut un peu en dessous de l'intersection de la couche de scories 20 et de la paroi du moule, comme l'indiquent les flèches 14. Le moule de refroidissement est alimenté en réfrigérant par un tuyau d'alimentation 16, le réfrigérant circulant dans la partie interne loa du moule et en sortant par l'orifice de sortie 18. Le moule de refroidissement est de construction 25 classique et mesure typiquement de 60 à 90 cm de long dans la direction du déplacement du lingot, c'est-à-dire vers le bas sur la Figure 2. Un lingot 20 est formé, qui contient un bain 22 de métal fondu. La partie inférieure du lingot est généralement portée par une construction de support 24 et par des rouleaux 30 26 sur les côtés. Comme le montre la Figure 1, le lingot, c'est-à-dire la barre fondue, est carré, bien que ceci soit simplement illustratif. Entre les rouleaux 26 sont disposées plusieurs sections de bobines enroulées en hélice 28a, 28b, 28c, 28d, 28e, 28f, ... 28n. De l'eau de refroidissement peut être fournie, 35 comme c'est indiqué, autour des sections de bobines et des rouleaux. Les sections de bobines 28 sont excitées par une source de courant alternatif (non indiquée), de sorte que l'excitation des sections varie en phase d'une manière prédéterminée, comme on le comprendra facilement. On peut utiliser 40 un nombre quelconque de phases pour l'excitation. Ce qu'on cherche 71 30440 2104863 à obtenir est un champ magnétique variable qui provoque un écoulement de métal, comme 1'indiquent les flèches 30 sur la Figure 2. De ce point de vue, les principes d'agitation électromagné-5 tiques sont bien connus. L'agitation électromagnétique a été utilisée en rapport avec la fusion et l'affinage du métal fondu. On peut voir, par exemple, les références suivantes qui traitent de cette agitation électromagnétique: Le brevet des E.U.A. de Williamson n° Re. 24.463, délivré le 22 Avril 1958; le brevet 10 des E.U.A. de Dreyfus n° Re. 24.462, délivré le 22 Avril 1958; le brevet des E.U.A. de Dreyfus n° 2.774.803, délivré le 18 décembre 1956; le brevet des E.U.A. de Tostmann n° 2.968.685, délivré le 17 Janvier 1961; le brevet des E.U.A. de Hokanson n° 3.239.204, délivré le 8 Mars 1966; le brevet des E.U.A. de 15 Jones n° 2.686.823, délivré le 17 Août 1954; et "Magnetic Traveling Fields for Metallurgical Processes" par Yngve Sundberg (IEEE Spectrum, Mai 1969, pages 79 à 88) . L'agitation du métal fondu par un moyen électromagnétique est, comme on l'avait justement noté, bien connu. Le mécanisme 20 d'agitation implique la création de courantsde Foucault à l'intérieur du métal fondu par le champ magnétique variable, les courants de Foucault engendrant eux-mêmes des champs magnétiques qui interagissent avec le champ magnétique appliqué pour provoquer le déplacement du métal fondu. Avec une excitation 25 polyphasée des sections de bobines 28, des impulsions de force motrice sont données au métal fondu progressivement de section en section dans la direction voulue, de sorte que le métal est amené à s'écouler continûment vers le bas dans ses régions internes, parallèlement à l'axe des bobines. Ainsi, l'écoulement 30 du métal fondu peut être semblable à ce qu'indiquent les flèches 30 c'est-à-dire une avance vers le bas sur l'interface solide-liquide du lingot, comme l'indiquent les flèches 30a et 30b, et vers le haut au centre du bain fondu, comme l'indiquent les flèches 30c et 30d. L'écoulement le long de l'interface solide-liquide 35 augmente le gradient de température dans le liquide au niveau de l'interface, et réduit ou élimine le développement de la "zone poreuse" qui se trouve normalement à l'interface de solidification du lingot, tout cela dépendant de la vitesse d'écoulement du liquide dans le bain fondu. La vitesse d'écoulement est une fonction 40 de la viscosité du métal fondu et de la puissance appliquée aux 71 30440 2104863 sections de bobines 28. Par un renversement approprié des phases d'excitation des sections de bobines, on peut obtenir un écoulement en sens inverse par rapport à ce qui est indiqué sur la Figure 2, c'est-à-dire vërs le haut le long de l'interface solide-liquide 5 et vers le bas au centre du bain fondu. Cependant,l'écoulement sur la Figure 2 est le type d'écoulement le plus souhaitable, c'est-à-dire vers le bas le long de l'interface solide-liquide et vers le haut à l'intérieur du bain fondu, vu que cet écoulement est identique et apporte une aide à l'écoulement de convexion 10 normal qui a lieu dans un lingot durant la solidification. On notera que le bain fondu 22 se prolonge sur une distance notable en dessous du moule de refroidissement 10, et que cette distance peut aller jusqu'à 24 m dans certains cas, selon la vitesse de formation du lingot et son mouvement. Le fond 22a du 15 bain fondu est arrondi, et même applati, et non pointu comme lorsqu'il n'y a pas d'écoulement. Cet applatissement est produit par la circulation du métal fondu chaud depuis le sommet du bain le long des bords et contre le fond du bain. En conséquence, la forme du bain fondu est tronconique,et non conique avec un 20 fond pointu comme lorsqu'il n'y a pas d'écoulement forcé. On pense que le volume du bain fondu avec écoulement forcé est le même que celui du bain fondu sans écoulement forcé. Ainsi, lorsque l'on pratique un écoulement de fluide forcé, la longueur du bain fondu est beaucoup moins grande qu'elle ne l'est sans 25 écoulement forcé. L'avantage d'avoir un bain de métal fondu plus court est qu'à la fin du processus de coulée en. âôntinu/..,lorsque on arrête l'alimentation en métal fondu du lingot, c'est-à-dire de la barre, la longueur terminale perdue est plus courte qu'elle ne l'est habituellement. Un autre avantage est que, lorsque des 30 longueurs sont successivement coupées dans la barre coulée en continu -, il y a moins de danger que le plan de coupe rencontre l'extrémité pointue du bain liquide et fasse que le métal fondu s1 échappe. En plaçant les sections de bobine 28a en dessous ou en aval 35 du moule de refroidissement 10, on obtient que le champ électromagnétique n'est pas présent à l'intérieur du moule de refroidissement à un degré notable. Ceci est intéressant parce qu'il est souhaitable de réduire la turbulence et l'agitation à l'intérieur du noule à l'endroit où la peau extérieure du lingot commence à 40 se former. L'orifice de sortie 12a dirigé vers le haut, venant 71 30440 2104863 10 de la conduite d'alimentation 12 ,aide à l'écoulement du métôl de ce point de vue, en provoquant l'avancement en totalité âu liquide sur la face inférieure de la couche de scories, de manière à enlever les inclusions. L'écoulement de l'orifice est 5 dirigé en général vers le bas eu juste au-dessous de l'intersection de la couche de scories avec les parois du moule de manière à éviter toute turbulence dans la couche de scories. Bien que des sections de bobines enroulées hélicoïdalement de forme particulière aient été représentées, il est possible 10 d'utiliser d'autres dispositions de bobines enroulées hélicoïdalement. En particulier, la bobine peut être enroulée continûment et peut comprendre des prises en divers points à relier aujc diverses phases d'excitation. D'un autre côté, plusieurs fils conducteurs peuvent être enroulés en hélice autour du lingot 15 les uns à côté des autres, chaque fil portant un§ phase d'excitation individuelle. De nombreuses possibilités se présenteront d'elles-mêmes aux personnes du méfier. Ce qu'on désire est, naturellement, un écoulement du fluide, comme cela a été discuté ci-dessus. En outre, les bobines électromagnétiques peuvent être 20 réalisées à partir de tubes de cuivre, transportant un réfrigérant; dans le but de dissiper la chaleur venant de la construction électromagnétique. La construction électromagnétique peut recouvrir une partie au moins, et, pour en retirer un avantage en particulier, elle peut recouvrir pratiquement toute la longueur 25 du bain liquide vers l'aval en-dessous du moule, cette dernière condition étant souhaitable pour obtenir tous les avantage? de l'agitation du bain de métal fondu. L'intensité du courant transporté par les bobines variera selon le degré d'agitation voulu et selon le matériau formant le 30 bain fondu. Comme on l'expliquera, des vitesses d'écoulement variable peuvent être souhaitées, auquel cas on fera varier le courant de manière appropriée. De plus, la fipéqi^nçe d'excitation sera choisie pour donner une bonne profondeur de pénétration à l'intérieur du bain de manière à obtenir un écoulement de fluide 35 convenable à travers toutes les parties du bain. Les personnes du métier comprendront les variations de ces paramètres. De plus, en rapport avec la création du champ magnétique, bien qu'une excitation en phase variable par des courants alternatifs soit la forme spécifiquement mentionnée, un autre mode de 40 fonctionnement peut être obtenu à partir de courants continus modulé. 71 30440 2104863 La phase de modulation variera normalement entre les différentes sections de bobines, c'est-à-dire d'une manière variant progressivement dans le temps, selon la direction voulue de l'écoulement verticalement vers le bas, de manière à obtenir le 5 déplacement approprié du métal fondu à 11 intérieur du bain dans le lingot. La fréquence d'excitation, qu'on utilise un courant alternatif ou un courant continu modulé, est généralement de faible amplitude, typiquement de l'ordre de 60 hertz ou moins. Cependant, 10 il peut être souhaitable de limiter l'excitation des bobines, de sorte qu'on emploie une excitation périodique. En particulier, le métal fondu peut être conduit à s'écouler selon le schéma indiqué sur la Figure 2 grâce à une excitation par courant alternatif à variations régulières ou par courant continu modulé, 15 qui est alors rendu intermittente dès que l'inertie du liquide en déplacement est suffisante pour faire se continuer l'écoulement du fluide sans utiliser de champ extérieur. Une excitation sélective des bobines est alors réalisée de manière à maintenir le mouvement du métal fondu. De plus, on peut employer une 20 variation du champ magnétique (ampère-tours) entre les différentes sections de bobines, si on le désire, ou utiliser une disposition des bobines couvrant seulement une partie plutôt que la presque totalité du bain fondu. Sur la Figure 2, un moule de refroidissement 10 typique 25 a été représenté, la direction du mouvement du lingot étant la direction verticale. On notera qu'un mouvement du lingot est possible dans toute direction et qu'un moule de refroidissement typique ne doit pas être obligatoirement employé. En particulier, un appareil à courroies de déplacement, comme celui qui est 30 décrit dans le brevet des E.U.A. de Hazelett et al. n° 3.036.348, peut être utilisé pour la formation du lingot. Ainsi, le moule 10 de la Figure 2 sera considéré comme représentant ion quelconque "moyen de moulage" convenant à la formation d'une structure de coulée en continu . 35 Comme cela a été indiqué ci-dessus, la vitesse d'écoulement du métal fondu fait varier la structure de croissance du lingot. Avec un écoulement forcé de fluide, trois structures de croissance de base sont possibles, c'est-à-dire "équiaxe", "thamnitique" fou modifiée par l'écoulement) , et "fibreuse 40 La structure dendritique équiaxe est caractérisée par : 71 30440 2104863 12 (1) des dendrites discernables ayant des bras primaires et secondaires dans lesquels les dendrites sont brisées et déplacées par l'écoulement forcé de fluide jusqu'à de nouvelles positions qui sont éloignées des positions de rupture, et (2) une orienta-5 tiqn aléatoire des bras primaires. La microstructure dendritique équiaxe est la même que la microstructure dendritique libre, sauf en ce qui concerne le fait qu'elle comporte la rupture des dendrites et qu'elle est ainsi composée de dendrites brisées et orientées au hasard. La microstructure équiaxe est produite par 10 l'écoulement à l'intérieur du bain de métal fondu. Les Figures 3a et 3b sont des photographies prises par microscope électronique à balayage d'une interface solide-liquide de la structure rendue équiaxe par un écoulement du type laminaire, avec un grossissement 100 pour la Figure 3a, et 500 pour la Figure 3b. Sur la micro-15 graphie en coupe plane de la Figure 8, les contours des dendrites, avec leur configuration caractéristique de branchement, sont indiqués par les lignes ou zones sombras à ondulation vive; la structure brisée ou séparée et fortement équiaxe est visible, ainsi que l'orientation quelque peu aléatoire. On comprendra que 20 sur cette figure et sur les Figures 9-11, les lignes très fines, les marques du genre filament ou les points à l'intérieur des formes dendritiques ou autres n'ont pas de signification; les structures décrites ici sont celles qui sont limitées par les lignes ou marques sombres allongées ou reliées. 25 La microstructure thamnitique,ou modifiée par l'écoulement, due à l'écoulement turbulent du fluide, est un agrégat de formes arrondies aléatoires. Aucune espèce de bras ne peut être distingué , qu'il soit primaire ou secondaire. Les Figures 4a et 4b sont des photographies prises au microscope électronique 30 à balayage de l'interface solide-liquide d'une structure thamnitique, ou modifiée par l'écoulement, produite par l'écoulement turbulent du fluide. Le grossissement de ces figures est respectivement de 50 et de 200. L'absence de toute symétrie dans la structure thamnitique, ou modifiée par l'écoulement,est évidente. 35 En vertu de considérations thermodynamiques, la croissance dendritique a lieu normalement continûment, en avançant de manière unidirectionnelle; on a maintenant trouvé que lorsque l'écoulement devenait turbulent, ne présentant plus de caractéristiques directionnelles locales, le métal solide pouvait 40 croître de manière correspondante dans une série aléatoire de 71 30440 2104863 directions,donnant la structure thamnitique définie, le terme thamnitique voulant dire brousaàll&QHX. La micrographie en coupe . plane de la Figure 9 montre les formes arrondies aléatoires, en contact mutuel proche et diversement reliées, de 5 cette microstructure; leur apparence est pratiquement la même lorsqu'on observe dans un plan perpendiculaire à la croissance. La microstructure fibreuse est formée dans des conditions d'écoulement turbulent intense . La structure est caractérisée par des éléments de structure primaires unidirectionnels seulement, 10 sains aucun élément de structure secondaire, ou bras secondaire. On observe un mélange et un tressage apparent des éléments de structure primaires, dus au changement continu des conditions de croissance dans la couche limite (en phase liquide) à cause de l'écoulement turbulent extrêmement intense. Les Figures 5a 15 et 5b sont des photographies prises au microscope électronique à balayage de l'interface solide-liquide de structure fibreuse produite par l'écoulement turbulent. Les grossissements sont respectivement de 100 et de 200. Les Figures 10a et Idb, qui sont des micrographies en coupe plane prisescomme on l'a indiqué 20 ci-dessus, montrent les limites allongées, quelque peu entrecroisées (dans la direction de croissance) et les configurations en coupe transversale des éléments quelque peu fibreux de cette microstructure, qui est également caractérisée par un très faible espacement entre ces éléments. 25 Les photographies prises au microscope électronique à balayage des Figures 3, 4 et 5 sont relatives à des lingots coulés statique-ment. La matière du lingot était de l'acier AISI 4335. Un creuset cylindrique de 10,16 cm de diamètre et de 15,24 cm de hauteur a été employé, qui pouvait tourner de 180° autour d'un axe 30 horizontal. Le moule du lingot était au fond de celui-ci. Une bobine d'induction autour du lingot a permis la circulation nécessaire du métal fondu. La technique bien connue de "décantation" a été employée pour faire apparaître l'interface solide-liquide de la structure du lingot. Ainsi, le creuset a été tourné de 180° 35 à un moment donné pendant la solidification unidirectionnelle de manière à démouler le métal fondu, ce* qui a laissé à découvert l'interface solide-liquide et permit de le photographier. Les Figures 8-11 ont également été prises à partir de lingots coulés dans le creuset décrit ci-dessus, l'écoulement du métal 40 fondu étant dirigé contre l'interface de croissance solide-liquide, 71 30440 2104863 c'est-à-dire selon un écoulement pratiquement parallèle à la surface refroidie à partir de laquelle la croissance avait lieu. La Figure 11 représente une expérience dans laquelle l'écoulement a été interrompu pendant que la croissance avait lieu (de manière 5 dendritique) du côté gauche de la figure, puis un écoulement turbulent a été mis en action, ce qui a eu pour effet de donner une croissance thamnitique dans la région centrale (le flux étant vertical comme on le voit sur la figure), puis le flux a été interrompu de manière à produire une structure dendritique 10 de nouveau,à droite, cette dernière étant quelque peu plus aléatoire et équiaxe parce que le liquide était quelque peu chargé de dendrites brisées. Ces trois nouvelles structures de croissance de base sont décrites sur le tableau suivant qui compare ces structures à 15 la structure dendritique columnaire indésirable se produisant en l'absence d'écoulement forcé de fluide durant la coulée d'un lingot. Les caractéristiques souhaitables de la structure dendritique équiaxe, de la structure thamnitique ou modifiée par l'écoulement, et de la structure fibreuse apparaissent sur le 20 tableau. Structure dendritique columnaire (pas d'écoulement) Caracté- Dendrites alignées ristiques dans une seule di-physiques rection (bras primaires alignés) Propriétés Anisotrope (plus de résis- résistant dans la tance direction de croissance Ductilité Faible perpendiculairement à la direction de croissance Nature de Appréciable la "zone poreuse" Inclu- Présentes dimensions sions et proportion en volume augmentant en allant vers le haut du moule TABLEAU I Structure dendritique Structure tharanitiiue équiaxe (due à l'écou-ou modifiée par l'-a-lement) coulement(écoulement turbulent) Accumulation et orien-Formes arrondies tation aléatoires des aléatoires formées dendrites brisées sur place Isotrope Bonne Réduite Présentes; mais de dimensions et de proportions en volume tout à fait constantes Structure fibreuse (écoulement turbulent) Bras primaires seulement, alignés dans une seule direction, mâlés et tressés entre eux Isotrope Bonne Bonne Micro- Présente ségrégation Présente Très petite Présentes en petites quantités ;dimensions et proportion en volume réduites et tout à fait constantes (la proportion en volume peut décroître légèrement en allant vers le haut du moule) Réduite Pratiquement nulle Présentes ;dimensions réduites et constantes ,proportion en volume réduite décroissant en allant vers le haut du moule Notablement réduite U> o •Ë» O ui K> O 00 a* u> Macro- Présente ségrégation Notablement réduite Très légère ou nulle Aucune 71 30440 2104863 La Figure 6 est une représentation graphique des divers régimes de croissance sans écoulement, en fonction de la concentration en soluté CQ et du rapport critique G/R, où G est le gradient de température dans le bain fondu à l'interface solide-5 liquide et R est la vitesse de croissance de la matière solide dans une direction perpendiculaire à l'interface solide-liquide. Il existe quatre grandes catégories de croissance sur la Figure 6, c'est-à-dire ; (I) une croissance dendritique libre (aucune orientation particulière des bras dendritiques primaires); 10 (II) une croissance dendritique columnaire (alignement des bras dendritiques primaires); (III) une croissance cellulaire (des bras dendritiques primaires, mais pas de bras secondaires); et (IV) une croissance plane (aucune structure dendritique). La présente invention s1 applique avec un bain liquide 15 à l'irtérieur d'un lingot, dans lequel les facteurs de concentration en soluté et de rapport critique seraient, dans des conditions thermodynamiques normales, propres à donner lieu à une croissance dendritique columnaire, c'est-à-dire comme au point a de la Figure 6. Avec un écoulement laminaire, la frag-20 mentation ou la rupture des dendrites a lieu, de manière à réduire la largeur de la zone columnaire qui est normalement présente, par au moins deux mécanismes : cisaillement dynamique des dendrites et dissolution des tiges de dendrites par la circulation du métal liquide dans la zone poreuse. La croissance 25 columnaire est également empêchée par l'écoulement du fluide, puisque des dendrites présentes dans le flux sont redéposées en d'autres points que les points de rupture, ce qui assure l'obtention d'une structure équiaxe (orientation aléatoire des bras dendritiques primaires). Ainsi, bien que la croissance 30 dendritique columnaire doive normalement avoir lieu comme au point à de la Figure 6, l'effet de l'écoulement du fluide fondu crée une structure équiaxe qui est l'équivalent de la croissance dendritique libre. Ce qui serait équivalent à déplacer thermodynamiquement le point a dans la région de crois-35 sance dendritique libre de la Figure 6 est donc obtenu par un écoulement laminaire. Lorsque la vitesse d'écoulement augmente jusqu'à donner un écoulement turbulent, malgré le fait que le mode d'opération qui aurait lieu dans des conditions thermodynamiques normales 40 se trouve à l'intérieur de la région dendritique columnaire de 71 30440 2104863 17 la Figure 6, la morphologie dendritique classique se trouve éliminée, ce qui donne une structure appelée ici "thamnitique" , ou modifiée par l'écoulement, qui est caractérisée dans la troisième colonïie du tableau ci-dessus par des formes arrondies 5 aléatoires. Aucune structure du genre bras n'est réellement discernable dans la structure thamnitique. Pour des vitesses encore plus élevées du métal fondu, la croissance locale à l'intérieur du lingot a lieu généralement dans une seule direction. Une telle croissance est caractérisée 10 ici comme "fibreuse" et est décrite dans la quatrième colonne du Tableau I ci-dessus. Une telle structure de croissance est équivalente à la croissance cellulaire dans des conditions thermodynamiques équivalentes sans écoulement de fluide. On notera que la vitesse d'écoulement détermine la micro-15 structure du lingot et, selon le type de structure voulu, on peut choisir la vitesse d'écoulement en conséquence. La Figure 7 est une représentation graphique de la vitesse d'écoulement nécessaire pour produire chacune des trois microstructure différentes décrites ci-dessus, c'est-à-dire la 20 structure équiaxe (au moins partiellement équiaxe), la structure thamnitique ou modifiée par l'écoulement, et la structure fibreuse, en fonction de la température initiale. On notera que la vitesse d'écoulement est directement reliée à la puissance d'entrée fournie aux bobines qui provoquent l'écoulement du 25 métal fondu, et, ainsi, l'ordonnée de la Figure 7 est relative à la vitesse d'écoulement ou à la puissance d'entrée fournie aux bobines d'agitation. Sur la Figure 7 le régime équiaxe correspond à l'aire placée sous la courbe 40. Le régime thamnitique ou modifié par l'écoulement correspond à l'aire située entre 30 les courbes 40 et 42. le régime fibreux correspond à l'aire placée au-dessus de la courbe 42. 71 30440 2104863 Des études de lingots coulés sur place avec écoulement forcé de fluide ont été effectuées à l'aide d'acier du type AISI 4335. Les conclusions suivantes ont été déduites (les figures données ci-dessous représentent des vitesses moyennes d'écoulement 5 et se rapportent à un métal en fusion avec une température initiale de 1566°C): 1. Un écoulement forcé de fluide de faible vitesse (en-dessous de 20 cm/s) produit des conditions d'écoulement laminaire qui changent une structure dendritique columnaire en une 10 structure dendritique équiaxe, avec des gradients thermiques plus élevés ou des distances à partir du moule plus courtes que ce qui est obtenu dans des conditions de solidification statique. Lorsque la vitesse de l'écoulement forcé augmente (jusqu'à 25 cm/s), la partie fragôientée de la structure dendri-15 tique columnaire augmente dans les lingots solidifiés dans une seule direction jusqu'à ce que cette structure columnaire soit complètement éliminée. Pour des vitesses encore plus élevées (supérieures à 25 cm/s), l'écoulement forcé devient turbulent et la morphologie des structures solidifiées devient thamnitique, 20 ou modifiée par l'écoulement,avec une croissance locale dans plusieurs directions. L'écoulement de fluide turbulent de très grande vitesse (au-dessus de 55 cm/s) produit une structure fibreuse ayant une apparence semblable à celle d'une structure cellulaire. 25 2. L'augmentation de la vitesse d'écoulement fait décroître la vitesse de croissance du solide se solidifiant dans une seule direction et fait augmenter le gradient de température au niveau de l'interface solide-liquide par effet combiné mécanique et thermique. Cet effet de l'écoulement est encore plus marqué 30 lorsque la distance au moule augmente. 3. L'écoulement turbulent de fluide devant le solide se solidifiant réduit la largeur de la zone poreuse, élimine la macroségrégation et réduit 1'importance de la microségrégation. 4. L'écoulement turbulent à la vitesse nécessaire à la forma-35 tion d'une structure thamnitique, ou modifiée par l'écoulement, empêche de faire grossir les inclusions qui se présentent habituellement lorsque la distance au moule augmente; aux vitesses d'écoulement plus élevées qui forment la structure fibreuse, la proportion en volume des inclusions dans le solide décroit 40 lorsque la distance au moule augmente. 71 30440 2104863 5. Les propriétés de résistance à la traction de la structure thamnitique sont semblables à celles de la structure dendritique columnaire coulée statiquement près du moule, mais ne présentent pas la perte de ductilité (effet de masse) aux 5 distances plus éloignées du moule, qui est propre aux structures solidifiées statiquement. 6. La structure fibreuse est semblable du point de vue des propriétés de résistance à la traction aux structures columnaire et thamnitique, ou modifiée par l'écoulement. 10 7. Les distances entre les dendrites sont moins importan tes dans la structure dendritique équiaxe qu'elles ne le sont dans la structure dendritique columnaire, ce qui laisse moins d'espace pour enfermer les ségrégations et les inclusions dans la microstructure. Cet espace devient plus petit entre les élé-15 ments de croissance de la microstructure thamnitique et beaucoup plus petit dans la microstructure fibreuse. On peut expliquer en particulier que, pendant la solidification normale du métal, avec un écoulement réduit ou sans écoulement, il existe une zone dite poreuse de dimension relative-20 ment importante entre le solide en cours de solidification et le métal véritablement liquide. Dans cette zone, a lieu une ségrégation qui comporte l'augmentation locale de la concentration en soluté, et cette ségrégation se retrouve dans le produit fini, aussi bien sur une échelle microscopique (comme cela a 25 été défini ci-dessus), que sur une échelle macroscopique du fait de la continuité de l'augmentation de la concentration en soluté sur une surface considérable. De plus, la formation d'inclusions, c'est-à-dire d'inclusions dites endogènes, est fortement favorisée dans la zone poreuse quant aux atomes des éléments 30 comme l'oxygène et le soufre qui se concentrent dans la phase liquide et se combinent avec les éléments métalliques dans la zone poreuse. Avec l'écoulement de fluide important de la présente invention, la ségrégation et la formation d'inclusions sont fortement réduites, comme on l'a établi ci-dessus. La di-35 mension ou l'épaisseur de la zone poreuse est réduite, vraiment pratiquement à rien dans le cas de l'écoulement intense qui crée une structure fibreuse, et le déplacement du métal emporte les parties localisées à forte concentration en soluté et les parties localisées contenant des éléments formant occlusions, 40 de sorte que ces derniers sont dissous et que les parties à 71 30440 2104863 forte concentration sont redistribuées selon des concentrations normales dans le métal. La réduction de la zone poreuse est favorisée ou caractériséé par la réduction de l'espace existant entre les structures solides en train de se solidifier, comme 5 les dendrites, ce qui aide à l'élimination des problèmes de ségrégation et d'inclusion. Finalement, les conditions thermodynamiques régnant entre les phases solide et liquide sont modifiées par le mouvement du liquide et sa proximité de la phase solide, dans le sens d'une plus grande égalité des con-10 centrations en soluté dans les régions liquide et solide adjacentes, comme cela est très souhaitable pour éviter la ségrégation dans la pièce coulée finie. Un avantage de l'écoulement forcé de métal fondu dans le bain à l'intérieur d'un lingot coulé en continu est que les 15 ségrégations et les inclusions tendent à rester dans le bain. Le résultat est qu'à la fin d'une opération de coulage, le bain est riche en solutés et en ségrégations. Comme cela a été noté ci-dessus, l'extrémité du lingot, coulée en dernier et inutilisable, est plus courte que celle qui est produite sans 20 écoulement forcé de fluide. On comprendra que, bien que des essais illustratifs aient été effectués avec un acier représentatif choisi à faible teneur en alliage, l'invention est applicable à la coulée de métaux en général, comprenant toutes les variétés d'acier, des aciers 25 au carbone de qualité ordinaire, des aciers à forte ou à faible teneur en alliage, des aciers inoxydables, ou des aciers d'autres qualités spéciales. Les améliorations du procédé et des produits concernent les structures, c'est-à-dire les microstructures, et des effets physiques ayant lieu ou produits 30 pendant la solidification du métal fondu, et, bien que l'invention concerne spécialement le procédé de coulée en continu du type décrit ci-dessus, les principes de base peuvent être jugés applicables à la coulée en général. Un avantage particulier, mis en évidence ci-dessus et de grande importance dans la cou-35 lée en continu, est la production d'un métal uniforme, inhabi-tuellement pur, de manière reproductible et facilement réglable. A titre d'autres exemples particuliers d'un groupe de bobines disposé autour de la barre descendante (c'est-à-dire du lingot) produite dans une opération de coulée en continu, on 40 peut choisir un tel groupe de bobines consistant de trois 71 30440 21 2104863 sections de 10 enroulements de tube de cuivre transportant l'eau de refroidissement; disposées continûment les unes à la suite des autres le ldng du trajet de déplacement de la barre, les enroulements étant carrés à coin arrondi et disposés en 5 hélice autour de la barre à section carrée. Dans un exemple d'utilisation de l'appareil de coulée de l'acier, par exemple un lingot de 20,32 x 25,40 cm possédant une vitesse de descente de 1,18 m par minute dans un moule de refroidissement de 91 cm de hauteur, les sections sont respectivement connectées 10 aux phases d'une source de courant alternatif triphasé classique, la différence de phase (120°) étant progressive dans le groupe, de manière à amener le métal fondu à s'écouler vers le bas (depuis une région située au-dessus d'une région qui elle-même est située en-dessous du groupe) le long de l'interface 15 solide-liquide et à retourner par le centre du bain de métal liquide. On comprendra que la vitesse d'écoulement vers le bas créée dans le métal fondu est, dans tous les cas, plus grande que la vitesse de descente vers le bas du lingot et de son bain dans leur ensemble, par exemple d'un ordre de grandeur plus 20 élevé. Si chaque section du groupe transporte environ 800 ampères sous 500 volts, l'écoulement du métal fondu sera suffisamment rapide pour produire une structure thamnitique,dans une bande de solidification croissant vers l'intérieur,qui se produit lors 25 que la barre passe devant le groupe de bobines, avec certains effets favorables sur la microstructure en des lieux de solidification placés plus encore à l'intérieur. On a obtenu des résul tats avec un seul groupe semblable de bobines, de 76,20 cm de haut (25,4 cm par section), placé de sorte que son extrémité 30 supérieure soit à 1,52 m en dessous du fond du moule: la microstructure a été un peu améliorée,au moins dans des régions s'é-tendant à l'intérieur jusqu'à environ 3,8 cm de la périphérie de la barre, et des cavités ou des contractions axiales ont été réduites ou minimisées en ce sens qu'on a obtenu un produit cou-35 lé de meilleure qualité que ceux qu'on obtenait précédemment dans de nombreux cas,ou qu'on obtenait sans une température abaissée de manière indésirable du métal versé dans l'entonnoir. Les résultats spéciaux et notablement améliorés de l'invention sont atteints cependant lorsque 1'influence électroma-40 gnétique des bobines couvre au moins une partie notablement plus 71 30440 2104863 longue du bain fondu (qui peut atteindre 10 m,ou plus,au-dessous du moule), et,de manière vraiment préférable,la plus grande partie ou la totalité du bain fondu? par exemple, un autre groupe de bobines semblable à celles de l'appareil 5 décrit ci-dessus peut être efficacement interposé entre le moule et le groupe placé comme il est décrit ci-dessus, avec, de préférence, un autre de ces groupes, ou plusieurs, disposés en dessous de ce dernier le long de la barre descendante. On doit considérer que l'invention est définie par les re-10 vendications ci-jointes. 71 30440 2104863 23 1. Procédé pour améliorer la structure de solidification ultérieure du métal fondu, dans la coulée d'un lingot -durant laquelle se trouve, à 1'intérieur du lingot, un bain de métal 5 fondu entouré par au moins une zone solidifiée de métal, caractérisé par le fait qu'il comporte la mise en circulation dudit métal fondu à l'intérieur du bain selon vin écoulement qui : a) avance continûment le long d'au moins une longueur-choisie d'une interface solide-liquide disposée 10 entre ledit bain et ladite zone solidifiée, de façon à définir une première direction,et b) retourne dans une direction opposée à la première direction, de manière à fermer ladite circulation. 2. Procédé pour améliorer la structure de solidification 15 ultérieure du métal fondu, dans la coulée continue d'un lingot durant laquelle se trouve, à l'intérieur du lingot, un bain de métal fondu qui se prolonge vers l'aval jusqu'à une distance notable du moyen faisant office de moule à l'intérieur duquel se forme la peau externe du lingot, caractérisé par le fait qu'il 20 ccmiporte la mise en circulation dudit métal fondu à l'intérieur du bain selon un écoulement qui se fait : a) le long de l'interface solide-liquide du lingot dans une première direction généralement alignée avec la direction de déplacement du lingot et 25 s'avançant le long de ladite interface vers l'aval dudit moyen faisant office de moule, et b) dans une direction de retour opposée t la première direction dans une zone longitudinale située à l'intérieur dudit bain. 30 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'écoulement du métal fondu se fait également à l'intérieur dudit moyen faisant office de moule. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'écoulement du métal fondu se fait sur pratiquement toute 35 la longueur de ladite interface. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la concentration CD en soluté à l'intérieur dudit bain, le gradient de température G au niveau de ladite interface et de son côté liquide, et la vitesse de croissance R de la matière solide 40 du lingot dans une direction transversale à ladite interface 71 30440 2104863 24 sont tels qu'ils ont pour effet, selon les règles thermodynamiques normales, une croissance dendritique columnaire , la vitesse d'écoulement du métal fondu étant suffisante pour briser les dendrites columnaires au fur et à mesure qu'elles se forment de 5 manière à fournir une structure dendritique équiaxe résultante. 6. Procédé selon la revendication 2,caractérisé par le fait que la concentration C en soluté £. l'intérieur dudit bain, o le gradient de température g au niveau de ladite interface et de son côté liquide, et la vitesse de croissance R de la 10 matière solide du lingot dans une direction transversale à ladite interface sont tels qu'ils ont pour effet, selon les règles thermodynamiques normales, une croissance dendritique columnaire, la vitesse d'écoulement du métal fondu étant suffisante pour produire une structure thamnitique, ou modifiée par l'écoulement, 15 à l'intérieur du lingot. 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la concentration CQ en soluté à l'intérieur dudit bain, le gradient de température G au niveau de ladite interface et de son côté liquide, et la vitesse de croissance R de la matière solide 20 du lingot dans une direction transversale à ladite interface sont tels qu'ils ont pour effet, selon les règles thermodynamique s normales, une croissance dendritique columnaire, la vitesse d'écoulement étant suffisante pour qu'il résulte une structure fibreuse à 1'intérieur du lingot. 25 8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la première direction est la même que la direction de déplacement du lingot. 9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, dans la région dudit moyen faisant office de moule, l'écoulement 30 du métal fondu se fait, au moins partiellement, le long de la face inférieure de la couche de scories qui est créée. 10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'écoulement du métal fondu est produit par un champ magnétique variable en aval dudit moyen faisant office de moule. 35 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit champ s'étend pratiquement sur toute la longueur du lingot, autant que ledit bain s'étend à 1'intérieur du lingot. 12. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le métal fondu est initialement délivré au moyen faisant office 40 de moule à partir d'une zone située au-dessous de la couche de 71 30440 2104863 25 scories, le métal introduit étant, dans son ensemble, dirigé vers la face inférieure de la couche de scories. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le métal introduit est dirigé dans son ensemble vers la 5 région d'intersection de la couche de scories avec les parois internes dudit moyen faisant office de moule. 14. Appareil pour couler en continu un lingot, comportant vin moyen d'alimentation en métal fondu et un moyen faisant office de moule destiné à refroidir le métal fondu de manière à ce qu'il 10 forme un lingot, caractérisé par le fait qu'il est associé à vin moyen en forme de bobine enroulée hélicoîdalement, disposé du côté aval dudit moyen faisant office de moule, pour provoquer vin écoulement de métal fondu dans le bain de métal fondu à l'intérieur de la peau solidifiée du lingot. 15 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le moyen en forme de bobinecrée un champ magnétique variable suffisant pour déplacer le métal fondu : a) le long de l'interface liquide-solide du lingot dans une première direction généralement alignée avec la 20 direction de déplacement du lingot et s'avançant le long de ladite interface sur toute sa longueur à la fois à l'intérieur dudit moyen faisant office de moule et en aval de celui-ci, de manière à augmenter le gradient de température dans la région de ladite 25 interface, et b) dans une direction de retour opposée à la première direction dans une zone longitudinale située à l'intérieur dudit bain. 16. Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait 30 fait que ledit moyen en forme de bobine enroulée hélicoîdalement comprend plusieurs sections distinctes de bobines enroulées hélicoîdalement, espacées longitudinalement le long du lingot en aval dudit moyen faisant office de moule. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le 35 fait qu'il comprend un moyen d'excitation, pour exciter les sections de bobines, les différences de phase d'excitation entre les diverses sections étant propres à produire ledit écoulement de métal fondu. 18. Procédé pour améliorer la structure de solidification 40 d'un lingot, dams la coulée continue du lingot durant laquelle 71 30440 2104863 26 se trouve, à l'intérieur du lingot, vin bain de métal fondu qui se prolonge vers l'aval sur plusieurs décimètres à partir de l'emplacement, s'étendant sur environ 60cm à Socm de longueur, où la peau externe du lingot commence à se former, caractérisé 5 par le fait qu'il comporte : la mise en circulation, par application d'une force créée dans une zone s'étendant le long du lingot sur la longueur dudit bain, sauf sur ses premiers soixante centimètres qui comprenaient ledit emplacement où se forme la peau externe du lingot, du métal fondu à l'intérieur 10 dudit bain selon un écoulement qui se fait : a) le long de l'interface solide-liquide du lingot dans une première direction généralement alignée avec la direction de déplacement du lingot et s'avançant le long de ladite interface sur pratiquement toute sa 15 longueur, et b) dans une direction de retour opposée à la première direction dans une zone longitudinale située à l'intérieur dudit bain, ledit écoulement provoquant une modification de la structure de la 20 coulée par rapport à ce qu'elle devrait-normalement être, étant donné la concentration particulière c en soluté à l'intérieur dudit bain, le gradient de température g au niveau de ladite interface et de son côté liquide, et la vitesse de croissance R de la matière solide du lingot dans une direction transversale 25 à ladite interface. 19. Acier caractérisé par une microstructure thamnitique. 20. Acier caractérisé par une microstructure fibreuse. 21. Acier caractérisé par une microstructure dendritique équiaxe, dans laquelle la microstructure dendritique comprend des 30 dendrites brisées qui,dans le produit solidifié,sont déplacées jusqu'à des positions permanentes éloignées des positions de rupture. 22. Produit coulé produit par le procédé de la revendication 1 23. Produit coulé produit par le procédé de la revendication 2 35 24. Produit coulé produit par le procédé de la revendication 5 25. Produit coulé produit par le procédé de la revendication £ 26. Produit coulé produit par le procédé de la revendication 7 27. Produit coulé produit par le procédé de la revendication 18. 40