<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA COULEE CONTINUE EN BARRE DE LA FONTE ET
DE L'ACIER.
La coulée continue en barre de la fonte et de l'acier se distin- gue à de nombreux égards fondamentalement de la coulée continue des métaux légers et des métaux non ferreux. Ces différences sont surtout dues à la hau- te enthalpie de l'acier liquide.
La chaleur de fusion de l'acier s'élève par exemple à 490 Kcal/ dm3; celle de l'aluminium par contre seulement à 248 kcal/dm3. En outre, une différence influengant fondamentalement le procédé de coulée continue en bar- re consiste dans la conductibilité calorifique, qui pour les métaux non fer- reux et les métaux légers est un multiple de celle de l'acier.
De ce fait, il n'est pas possible non plus pour la fonte et l'acier, en contrasté avec les métaux légers et les métaux non ferreux, d'orienter le flux calorifique de préférence dans la direction de l'axe des coquilles Alors que pour les métaux légers et les métaux non ferreux on s'efforce, comme les brevets de ces dix dernières années le montrent en détail, de maintenir la partie ou fond liquide aussi plat que possible, l'épaisseur de celui-ci ne représentant fréquemment qu'une fraction de la longueur de la coquille, il se forme lors de la coulée continue en barre de la fonte et de l'acier un fond liquide pro- fond qui, pour une partie très-importante, ne se solidifie qu'à l'extérieur de la coquille lorsqu'on ne veut pas employer des longueurs de coquille ex- traordinairement grandes,
qui conduiraient à des difficultés techniques con- sidérables, ou lorsqu'on ne choisit pas des vitesses de coulée tellement fai- bles que la rentabilité du procédé est mise en questiona
La coulée continue en barre de la fonte et de l'acier se fait rationnellement dans des coquilles métalliques à paroi mince refroidies par un liquide, la longueur des coquilles étant au moins triple, mais pas plus que décuple du diamètre de la barre. Lorsqu'on ne coule pas de sections cir-
<Desc/Clms Page number 2>
culaires, on prend comme base pour la détermination de la longueur dès co- quilles le diamètre du cercle de même superficie.
Pour le cas de l'emploi de coquilles en cuivre pour la coulée continue en barre de l'acier, on a dé-' jà proposé de choisir la' longueur de celles-ci égale au quintuple du diamé- tre de la barre.
La longueur de la coquille et la vitesse de descente sont accor- dées l'une sur l'autre de manière qu'en sortant de la coquille la barre ait' déjà une épaisseur de paroi suffisante, .qui doit être au moins égale à la moi- tié de la section transversale'de la'barre. Ainsi, il est enlevé à la barre une quantité de chaleur telle que la barre se solidifierait spontanément mê- me sans enlèvement de chaleur-spéciale ou plus grande. Dans la coquille de coulée continue, l'indice de transmission de chaleur s'élève à environ 500 à
1500 kcal/m2,h, C. Lorsque la barre sort de la coquille, l'indice de trans- 'mission dé chaleur tombe à des valeurs beaucoup moindres, qui dépendent sur- tout de la température superficielle de la barre.
Pour une température super- ficielle d'environ 1500 C, l'indice de transmission de chaleur ne s'élève plus qu'à peiné a 15Ô kcal/mé, h, C. Il en résulte qu'immédiatement après la sortie de la coquille la température de la surface de la barre croit considérable- ment ; des élévations de température allant jusqu'à 300 G et davantage ont pu alors être observées. Ce phénomène est très désavantageux parce que, de ce fait, la solidification de la masse intérieure liquide est extrêmement ralen- tie et que l'accroissement de l'épaisseur de paroi par unité de longueur de la barre diminue-par sauts. .
Il en résulte que dans la coulée continue en barre de l'acier on ne peut en aucun cas renoncer à la proposition, déjà faite, de prévoir à la suite de la coquille le cas échéant un dispositif de refroidissement, par exemple sous la forme d'un tube annulaire avec de nombreuses tuyères en aju- tages de sortie pour l'eau de refroidissement.
La présente invention est fondée sur la connaissance acquise qu'il ne suffit absolument pas de prévoir un tel refroidissement, mais que pour obtenir des lingots ou barres irréprochables et une fabrication exemp- te de dérangement il est également essentiel qu'avec ce dispositif de re- froidissement des conditions déterminées soient remplies.
Par des études très étendues, on a pu constater que l'augmenta- tion de l'épaisseur de paroi par cm de longueur de la barre doit s'élever au moins à 0,25 mm. Cette valeur minimum au-dessous de laquelle on ne peut évi- demment pas descendre déjà dans la coquille, tomberait, après la sortie de la coquille sans refroidissement spécial, à environ la moitié ou encore moins.
Or, pour arriver à des vitesses de coulée économiques et obte- nir des barres irréprochables, il faut que le dispositif, de refroidissement à'prévoir à la suite à la coquille soit dimensionné et soit. en outre régla- ble de telle manière que l'accroissement de l'épaisseur de paroi de la barre à l'extérieur de la coquille soit au moins aussi grand, mais pas plus de deux fois aussi grand que dans la'coquille même. Il faut donc aussi éviter que par un refroidissement trop brutal il se produise de trop hautes tensions' dues à la température, qui finalement conduiraient à des ruptures internes ou autres 'de la barre.
Il y a spécialement avantage à employer un refroidissement qui agisse de telle façon que l'accroissement de l'épaisseur de paroi s'effectue comme si la coquille agissait encore dans cette partie de la barre.
. Le procédé selon la présente invention permet de remplir les con- ditions de solidification qui précèdent, reconnues comme étant correctes, pour les barres de fonte et d'acier. Il consiste en ce que l'intensité du refroi- dissement à la suite de la coquille, dimensionnée convenablement et permettant une vitesse de solidification suffisante, est-réglée de manière que la tempé- raturer de la surface de'la barre jusqu'à la solidification complète de l'in- térieur de la barre ne soit ni supérieure à 1100 C ni inférieure à,750 C.
Pour la réalisation du procédé' selon la présente invention, on peut employer, d'une manière connue en soi, des agents ou fluides de refroi- dissement liquides, sous forme de vapeurs ou gazeux, séparément pu ensemble.
<Desc/Clms Page number 3>
La quantité, la vitesse et éventuellement .la température de l'a- gent de refroidissement doivent être'réglables'afin que l'on puisse obtenir et maintenir l'effet de refroidissement nécessaire conformément à l'invention.
Des dispositifs de refroidissement qui se sont révélés partiëû lièrement conformes au but visé sont ceux dans lesquels des agents de réfroi- dissement différents sont employés.dans différentes zones du trajet de re- froidissement et en fait il est à conseiller de placer dans la partie située à proximité de la coquille au moins une crépine ou douche à liquide, en par- ticuler une douche à eau et dans la partie du trajet de refroidissement éloi- gnéde la coquille au moins une crépine à vapeur ou à gaz, en particulier à air.
Il convient que la longueur du trajet de refroidissement dans lequel la barre se solidifie complètement soit comprise entre 0,5 fois et, au maximum, trois fois la longueur de la coquille.
Le réglage des quantités des agents de refroidissement et/ou des vitesses de ceux-ci et éventuellement celui des températures des agents de refroidissement peuvent, d'une manière connue en soi, se faire automati- quement en fonction de la vitesse de descente de la barre. Un réglage de l'intensité du refroidissement particulièrement avantageux est celui qui est déterminé par la quantité, la vitesse et la température des agents de refroi- dissement en fonction de la température superficielle de la barre. Cette tem- pérature est prise à l'aide de releveurs de température ou thermo-régulateurs électriques et/ou optiques, qui, d'une manière connue en soi, donnent la for- ce de réglage pour les organes de réglage.
On obtient les meilleurs résultats en divisant le trajet de refroidissement en plusieurs tronçons ou sections et en prévoyant pour chaque section un thermo-régulateur qui lui est propre et qui règle automatiquement d'une manière connue en soi l'intensité du re- froidissement pour sa section.
A l'aide de dispositifs de refroidissement de ce genre, il est possible de régler dans les meilleures conditions possibles l'allure de la température à la surface de la barre et de remplir ainsi avec sûreté les con- ditions de solidification les plus favorables aux points de vue technique et métallurgique.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de coulée continue en barre de la fonte et de l'acier dans des coquilles métalliques à paroi mince refroidis par un liquide, qui permettent un accroissement d'épaisseur de paroi par cm de longueur de la bar- re d'au moins 0,25 mm et dont la longueur est de trois à dix fois aussi gran- de que le diamètre de la barre, un dispositif de refroidissement étant prévu à la suite de la coquille, caractérisé en ce que l'intensité du refroidisse- ment à l'extérieur de la coquille est réglée de manière que la température de la surface de la barre jusqu'à la solidification complète de l'intérieur de la barre ne soit pas supérieure à 1100 C ni inférieure à 750 C.