LU87655A1 - Procede et dispositif pour ameliorer la qualite de surface d'un produit metallique coule en continu - Google Patents

Description

Procédé et dispositif pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu.

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu. Elle porte également sur un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé.

On sait, qu'à l'heure actuelle, les lingotières de coulée continue sont animées d'un mouvement d'oscillation à basse fréquence suivant leur direction longitudinale. La fréquence de ces oscillations est habituellement comprise entre 0,2 Hz et 6 Hz, tandis que leur amplitude se situe entre 0,1 mm et 25 mm. Ce mouvement d'oscillation à basse fréquence a pour but de favoriser la lubrification de la lingotière au moyen de la poudre de couverture déposée sur le métal liquide et qui, après fusion, s'insère entre la lingotière et la peau du lingot. Le mouvement appliqué à la lingotière est tel que celle-ci accompagne le lingot à la descente, puis qu'elle remonte beaucoup plus rapidement, en sens contraire, pour effectuer ensuite une nouvelle course descendante.

Il est cependant apparu qu'un tel mouvement d'oscillation provoquait la formation de rides d'oscillation dans la surface du lingot et que des fissures transversales naissaient au fond de ces rides d'oscillation.

Diverses propositions ont été faites assez récemment pour tenter de prévenir l'apparition de ces rides d'oscillation, qui sont particulièrement préjudiciables à la qualité de la surface du lingot. A cet égard, les documents suivants peuvent être mentionnés avec intérêt.

Le brevet FR-A-2471821 décrit un moule de coulée continue équipé de vibrateurs ultrasonores montés sur chaque paroi latérale du moule, chacune de ces parois latérales étant divisée en plusieurs sections. Le brevet BE-A-886924 propose d'amincir localement les parois du moule et d'appliquer en ces endroits amincis des vibrations à haute fréquence pour empêcher le collage du métal dans le moule. Le document EP-A-0178967 décrit une lingotière vibrante de coulée continue, pourvue de transducteurs ultrasonores appliquant des vibrations longitudinales. Enfin, le document GB-A-2108878 divulgue un moule de coulée continue vibrant à la fréquence naturelle de résonance du système moule/suspension.

Tous les dispositifs décrits dans ces documents font appel à des fréquences de vibration très élevées, généralement supérieures à 10 kHz et parfois même à des ultrasons, et requièrent dès lors des installations complexes et éventuellement des lingotières spéciales. Certains postulent en outre l'emploi de ressorts de suspension à caractéristiques variables pour opérer à la fréquence naturelle de résonance du dispositif.

La présente invention propose un moyen simple, peu coûteux et adaptable à toute lingotière existante, pour améliorer la qualité de surface du produit coulé, en particulier en réduisant considérablement les rides d'oscillation imputables à l'oscillation de la lingotière.

Conformément à la présente invention, un procédé pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu dans une lingotière oscillante, est caractérisé en ce que l'on applique à ladite lingotière un mouvement . d'oscillation suivant son axe longitudinal, qui présente une fréquence comprise entre 10 Hz et 100 Hz et une amplitude comprise entre 0,1 mm et 2 mm.

Suivant une aise en oeuvre particulière, ledit mouvement d'oscillation de la lingotière présente une fréquence comprise entre 25 Hz et 70 Hz et une amplitude comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm.

On a constaté qu'une fréquence d'oscillation comprise entre 10 Hz et 100 Hz associée à une amplitude comprise entre 0,1 mm et 2 mm avait un effet particulièrement favorable sur la lubrification de la lingotière. Cet effet favorable est particulièrement sensible lorsque la fréquence d'oscillation est comprise entre 25 H2 et 70 Hz et que l'amplitude est comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm; la surface du produit coulé en présente alors plus la moindre ride d'oscillation visible.

L'invention porte également sur un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit.

A cet effet, un dispositif pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu dans une lingotière oscillante, est caractérisé en ce qu'il comporte des organes vibrants fixés à au moins une paire de surfaces opposées de ladite lingotière ainsi qu'au moins un organe élastique disposé entre la lingotière oscillante et un point d'appui fixe.

Selon une réalisation particulière de ce dispositif, les organes vibrants sont des vibrateurs rotatifs constitués chacun d'un moteur électrique dont chaque bout d'arbre est muni d'au moins une masselotte rotative excentrée.

De préférence, les vibrateurs rotatifs sont munis de deux masse-lottes rotatives excentrées qui peuvent être décalées angulairement l'une par rapport à l'autre, afin de régler la valeur résultante des actions exercées par la masselotte excentrée. Cette valeur peut varier entre zéro lorsque les deux masselottes sont en opposition et un maximum lorsqu'elles sont superposées.

Les vibrateurs rotatifs sont de préférence placés avec leurs axes de rotation situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la lingotière et parallèles au plan des surfaces opposées de la lingotière sur lesquelles ils sont placés.

Dans cette disposition et en faisant tourner en sens opposés les vibrateurs rotatifs correspondant à deux faces opposées de la lingotière, on obtient une oscillation exclusivement verticale.

Egalement selon l'invention, les organes élastiques disposés entre la lingotière oscillante et un point d'appui fixe sont des ressorts.

A titre d'exemple, on a équipé une lingotière de coulée continue de billettes carrées de 220 mm de c3té, ayant une masse totale de 1800 kg, de deux vibrateurs pourvus d'une masselotte excentrée à chaque bout d'arbre. Les vibrateurs étaient équipés de moteurs asynchrones de 1,8 kW tournant à 3000 t/min. La lingotière était supportée par des ressorts hélicoïdaux ayant un taux d'atténuation d'environ 1,7. La lingotière était animée d'un mouvement d'oscillation ayant une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,2 mm.

On n'a constaté aucune trace de ride d'oscillation à la surface des billettes d'acier coulées dans ces conditions.

L'invention n'est évidemment pas limitée à la réalisation particulière qui vient d'être décrite. De nombreuses modifications peuvent y être apportées par un homme de métier. En particulier, on pourrait utiliser d'autres dispositifs que des vibrateurs mécaniques pour appliquer le mouvement d'oscillation à la lingotière.

Claims (7)

1. Procédé pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu dans une lingotière oscillante, caractérisé en ce que l'on applique à ladite lingotière un mouvement d'oscillation suivant son axe longitudinal, qui présente une fréquence comprise entre 10 Hz et 100 Hz et une amplitude comprise entre 0,1 mm et 2 mm.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement d'oscillation de la lingotière présente une fréquence comprise entre 25 Hz et 70 Hz et une amplitude comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm.

3. Dispositif pour améliorer la qualité de surface d'un produit métallique coulé en continu dans une lingotière oscillante, caractérisé en ce qu'il comporte des organes vibrants fixés à au moins une paire de surfaces opposées de ladite lingotière ainsi qu'au moins un organe élastique disposé entre la lingotière oscillante et un point d'appui fixe.

4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits organes vibrants sont des vibrateurs rotatifs constitués chacun d'un moteur électrique dont chaque bout d'arbre est muni d'au moins une masselotte rotative excentrée.

5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les vibrateurs rotatifs sont munis de deux masselottes excentrées qui peuvent être décalées angulairement l'une par rapport à l'autre.

6. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les vibrateurs rotatifs sont placés avec leurs axes de rotation respectifs situés dans un même plan perpen diculaire à l'axe longitudinal de la llngotière et parallèles aux plans des surfaces opposées de la llngotière sur lesquelles ils sont placés.

7. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les organes élastiques disposés entre la llngotière oscillante et un point d'appui fixe sont des ressorts.