EP0160635A2 - Procédé et dispositif pour la lubrification d'une lingotière de coulée continue - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/07—Lubricating the moulds
Definitions
- the present invention relates to a method for the lubrication of a mold for the continuous casting of metal, in particular steel.
- the cast metal has a solidified skin of an already significant thickness, which implies cooling of this skin with respect to the molten metal; it follows that the wall of the mold, energetically cooled, is at a temperature much lower than the melting point of the powder. The internal face of this wall is thus covered with a layer of solidified powder, which is formed to the detriment of the film of lubricating agent and which consequently reduces its effectiveness.
- the subject of the present invention is a method which makes it possible to remedy this drawback by ensuring additional lubrication, in particular in the region near the base of the mold for continuous casting.
- the process which is the subject of the present invention is thus characterized in that at least one orifice is passed through the wall of the ingot mold, in that a lubricant is introduced through said orifice and in that one causes the melting of said lubricant, so that it is spread between the wall of said mold and the metal poured into said mold.
- the said lubricating agent is introduced in the form of a bar made up of a powder having a melting point below the temperature of the material located opposite the said orifice.
- this material can either be the already solidified skin of the cast metal, or powder frozen on the internal face of the wall of the mold.
- the bar of lubricating agent melts and lubricates the mold.
- the melting of the lubricating bar leads to the melting of the frozen powder, the mixing of the two molten powders and the resumption of lubrication of the mold.
- the said lubricant is subjected to preheating, and possibly to the start of melting, while it is in the said orifice of) passage through the wall of the mold.
- the present invention also relates to a device making it possible to implement the method which has just been described.
- the device of the invention is characterized in that it comprises means for ensuring the introduction and the progression of a lubricating agent through the wall of the ingot mold, and means for thermal insulation of the said lubricating agent in relation to the cooling system of the mold.
- the term "wall of the mold” should be understood to mean “all the faces of this mold.
- the device is also equipped with means for heating and / or for melting said lubricating agent.
- said heating and / or melting means advantageously consist of a Joule effect heating circuit.
- the attached figure represents a device according to the invention, installed in the lower zone of a continuous casting mold.
- the ingot mold 1 is provided with a water cooling circuit shown diagrammatically by the arrows 2 and 3, water inlet and outlet respectively.
- two ovens 4 provided with through holes 5 5 through which bars of lubricant 6 can enter the mold.
- These ovens are provided with a Joule effect heating system by means of an electric current I. They are separated from the cooling water by the watertight partitions 7; they are also lined with thermal insulation material 8, in order to avoid any untimely heating of the cooling water of the ingot mold 1.
- a liquid metal for example molten steel is poured into this ingot mold , a solidified skin 10 is formed on the lateral surface of the ingot 9, the thickness of which increases in the direction of progression of the ingot.
- the powder 11 deposited on the upper surface of the molten metal melts and, as a result of the oscillation of the ingot mold, flows between the walls of the ingot mold 1 and the skin 10 of the ingot.
- the invention relates to a mold for continuous casting of metal, in particular steel, preferably equipped in each face with at least one lubrication device as just described.
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Abstract
Pour améliorer la lubrification d'une lingotière (1) de coulée continue de métal, en particulier d'acier, on ménage au moins un orifice (5) de passage à travers la paroi de la dite lingotière, on introduit un agent lubrifiant par cet orifice et on provoque la fusion d l'agent lubrifiant par cet orifice et on provoque la fusion de l'agent lubrifiant, de telle façon qu'il se répande entre la paroi de la lingotière (1) et le métal (9). L'agent lubrifiant peut se trouver sous la forme d'un barreau (6) constitué d'une poudre ayant un point de fusion relativement bas; il peut être soumis à un préchauffage et éventuellement à un début de fusion, pendant qu'il se trouve dans l'orifice de passage à travers la paroi de la lingotière.
Description
- La présente invention concerne un procédé pour la lubrification d'une lingotière de coulée continue de métal, en particulier d'acier.
- On sait que la coulée continue d'un métal est une méthode qui consiste à couler le métal liquide dans une lingotière sans fond généralement animée d'un mouvement d'oscillation, dont les parois sont refroidies énergiquement. Sous l'effet de ce refroidissement énergique, la peau du métal coulé se solidifie rapidement et le lingot est alors extrait de la lingotière pour traverser une cage à rouleaux dans laquelle il poursuit et achève sa solidification.
- Le début de solidification du métal dans la lingotière entraîne la mise en présence de deux surfaces solides, dont l'une est en mouvement par rapport à l'autre. Ces deux surfaces se trouvant par ailleurs à des températures élevées, quoique différentes, il se pose dans leur zone de contact de sérieux problèmes de frottement et par conséquent de lubrification.
- Il est de pratique courante d'assurer la lubrification d'une telle lingotière de coulée continue en déposant, sur la surface supérieure du métal coulé, une poudre contenant un agent lubrifiant approprié. La haute température qui règne dans la lingotière provoque la fusion de la poudre et le mouvement d'oscillation de la lingotière assure sa pénétration entre le métal coulé et la paroi interne de la lingotière. Il peut cependant arriver que l'agent lubrifiant perde partiellement ou totalement ses propriétés, et notamment sa fluidité avant d'attein- dre la partie inférieure de la lingotière. Ce phénomène peut être dù, par exemple, à l'entraînement, par la poudre fondue, de particules telles que des inclusions d'alumine provenant du métal coulé. Ces particules généralement réfractaires ont pour effet de relever le point de fusion de la poudre; celle-ci se fige de façon irrégulière et la lubrification de la lingotière perd son caractère hydrodynamique.
- En outre, dans la zone inférieure de la lingotière, le métal coulé présente une peau solidifiée d'une épaisseur déjà importante, ce qui implique un refroidissement de cette peau par rapport au métal en fusion; il en résulte que la paroi de la lingotière, énergiquement refroidie, se trouve à une température nettement inférieure au point de fusion de la poudre. La face interne de cette paroi se couvre ainsi d'une couche de poudre solidifiée, qui se constitue au détriment du film d'agent lubrifiant et qui réduit par conséquent son efficacité.
- Dans l'état actuel de la technique, la lubrification de la zone inférieure d'une lingotière de coulée continue n'est donc pas toujours assurée de façon satisfaisante, ce qui peut constituer un sérieux inconvénient en ce qui concerne la qualité superficielle du métal coulé.
- La présente invention a pour objet un procédé qui permet de remédier à cet inconvénient en assurant une lubrification complémentaire notamment dans la zone voisine du pied de la lingotière de coulée continue.
- Le procédé qui fait l'objet de la présente invention est ainsi caractérisé en ce que l'on ménage au moins un orifice de passage à travers la paroi de la lingotière, en ce que l'on introduit un agent lubrifiant par le dit orifice et en ce que 1' on provoque la fusion du dit agent lubrifiant, de telle façon qu'il se répande entre la paroi de la dite lingotière et le métal coulé dans la dite lingotière.
- Selon une variante intéressante du procédé de l'invention, on introduit le dit agent lubrifiant sous la forme d'un barreau constitué d'une poudre ayant un point de fusion inférieur à la température du matériau se trouvant en face du dit orifice.
- A cet égard, on rappelle que ce matériau peut être soit la peau déjà solidifiée du métal coulé, soit de la poudre figée sur la face interne de la paroi de la lingotière. Dans le premier cas, le barreau d'agent lubrifiant fond et lubrifie la lingotière. Dans le second cas, la fusion du barreau lubrifiant entraîne la fusion de la poudre figée, le mélange des deux poudres fondues et la reprise de la lubrification de la lingotière.
- Selon une autre variante du procédé de l'invention, on soumet le dit agent lubrifiant à un préchauffage, et éventuellement à un début de fusion, pendant qu'il se trouve dans le dit orifice de )passage à travers la paroi de la lingotière.
- A cet égard, il s'est avéré intéressant de réaliser ce préchauffage et/ou cette fusion par effet Joule.
- La présente invention porte également sur un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé qui vient d'être décrit.
- A cet effet, le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour assurer l'introduction et la progression d'un agent lubrifiant à travers la paroi de la lingotière, et des moyens d'isolation thermique du dit agent lubrifiant par rapport au système de refroidissement de la lingotière.
- Au sens de la présente invention, il faut entendre par aparoi de la lingotière" l'ensemble des faces de cette lingotière. A cet égard, il va de soi qu'il ne sortirait pas du cadre de l'invention de prévoir un, ou éventuellement plusieurs orifices de passage par face, selon les dimensions de la lingotière, de façon à assurer la formation d'un film lubrifiant sur toute la surface de la lingotière.
- Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif est en outre équipé de moyens de chauffage et/ou de fusion du dit agent lubrifiant.
- Selon l'invention, les dits moyens de chauffage et/ou de fusion consistent avantageusement en un circuit de chauffage par effet Joule.
- A titre purement illustratif, la figure jointe représente un dispositif conforme à l'invention, installé dans la zone inférieure d'une lingotière de coulée continue.
- ) La lingotière 1 est dotée d'un circuit de refroidissement par eau schématisé par les flèches 2 et 3, respectivement d'entrée et de sortie de l'eau. Dans deux parois opposées de la lingotière sont logés deux fours 4, pourvus d'orifices de passage 5 5 à travers lesquels des barreaux d'agent lubrifiant 6 peuvent pénétrer dans la lingotière. Ces fours sont pourvus d'un système de chauffage par effet Joule au moyen d'un courant électrique I. Ils sont séparés de l'eau de refroidissement par les cloisons étanches 7; ils sont en outre garnis de matériau d'isolation thermique 8, afin d'éviter tout échauffement intempestif de l'eau de refroidissement de la lingotière 1. Lorsqu'un métal liquide, par exemple de l'acier en fusion est coulé dans cette lingotière, il se forme à la surface latérale du lingot 9 une peau solidifiée 10 dont l'épaisseur augmente dans le sens de progression du lingot. La poudre 11 déposée sur la surface supérieure du métal liquide fond et, par suite de l'oscillation de la lingotière, s'écoule entre les parois de la lingotière 1 et la peau 10 du lingot. On a représenté ici un cas où le film 12 formé par cette poudre fondue perd son pouvoir lubrifiant dans la zone inférieure de la lingotière. Dans cette zone, les barreaux 6 fondus dans les fours 4 suppléent au manque de lubrifiant et forment à leur tour un film 13 qui assure une lubrification correcte jusqu'à la sortie de la lingotière.
- L'invention porte enfin sur une lingotière de coulée continue de métal, en particulier d'acier, équipée de préférence dans chaque face, d'au moins un dispositif de lubrification tel qu'il vient d'être décrit.
Claims (7)
1. Procédé pour la lubrification d'une lingotière de coulée continue de métal, en particulier d'acier, caractérisé en ce que l'on ménage au moins un orifice de passage à travers la paroi de la dite lingotière, en ce que l'on introduit un agent lubrifiant par le dit orifice et en ce que l'on provoque la fusion du dit agent lubrifiant, de telle façon qu'il se répande entre la paroi de la dite lingotière et le métal coulé dans la dite lingotière.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' on introduit le dit agent lubrifiant sous la forme d'un barreau constitué d'une poudre ayant un point de fusion inférieur à la température du matériau se trouvant en face du dit orifice.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on soumet le dit agent lubrifiant à un préchauffage et éventuellement à un début de fusion, pendant qu'il se trouve dans le dit orifice de passage à travers la paroi de la dite lingotière.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'on réalise le dit préchauffage et/ou le dit début de fusion par effet Joule.
5. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour assurer l'introduction et la progression d'un agent lubrifiant à travers la paroi de la dite lingotière, ainsi que des moyens d'isolation thermique du dit agent lubrifiant par rapport au système de refroidissement de la lingotière.
6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est en outre équipé de moyens de chauffage et/ou de fusion du dit agent lubrifiant.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les dits moyens de chauffage et/ou de fusion consistent en un circuit de chauffage par effet Joule.
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