FR2658440A3 - Lingotiere de coulee continue de metal liquide tel que l'acier. - Google Patents

Abstract

Cette lingotière comporte une paroi (1) sur la surface intérieure de laquelle sont ménagées, de part et d'autre du niveau où se situe habituellement le ménisque (4) du métal liquide (2), une série de rainures (5) recouvertes d'un dépôt d'un matériau moins conducteur thermiquement que le métal de base dont est formée la paroi (1). On retarde ainsi la solidification du métal liquide au niveau du ménisque (4), ce qui permet l'obtention d'une surface du produit plus régulière et aux rides d'oscillations moins marquées.

Description

La présente invention a pour objet une lingotière de coulée continue de métal liquide tel que l'acier.

Comme on le sait , il est souhaitable de diminuer le flux thermique extrait au voisinage du ménisque de métal liquide dans un moule tel qu'une lingotière, afin de retarder la solidification au ménisque et d'obtenir une surface du produit coule plus régulière.

On a ainsi proposé de réaliser un insert massif, métallique ou réfractaire disposé à l'intérieur de la lingotière. Cependant, on a constaté que la tenue et la durée de vie de ces inserts sont très insuffisantes. En effet, les problèmes de dilatation différentielle entre l'insert et la lingotière provoquent un gondolement de l'insert, qui tend à se désolidariser du reste de la lingotière.

L'invention a donc pour but de proposer une solution satisfaisante à ce problème.

Conformément à l'invention, le moule comporte une paroi en un métal de base bon conducteur de la chaleur, tel que le cuivre, revêtue sur sa face en contact avec le métal coulé par une couche d'un métal ayant une résistance à l'usure supérieure à celle du métal de base, et est caractérisé en ce que, sur la surface intérieure de ladite paroi sont ménagées, sensiblement au niveau du ménisque de métal liquide, des rainures recouvertes d'un dépôt de matériau moins conducteur thermiquement que le métal de base dont est constituée ladite paroi.

De préférence, ledit matériau est un métal, dont le dépôt est effectué par voie électrolytique.

Suivant un mode de réalisation avantageux, les rainures sont parallèles et s'étendent sur une hauteur déterminée sur le pourtour intérieur de la paroi, de part et d'autre du niveau où se situe habituellement le ménisque de métal liquide.

L'invention sera maintenant décrite en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.

La figure unique est une vue en coupe partielle transversale dans un plan vertical, d'une paroi selon l'invention d'une lingotière remplie d'un bain de métal liquide.

On voit à la figure 1 une paroi î d'une lingotière de coulée continue d'axe AA contenant un bain 2 de métal liquide tel que de l'acier.

Le métal liquide 2 se solidifie au contact de la paroi 1 suivant une couche 3 d'épaisseur croissante vers le bas à partir du ménisque 4.

Une série de fines rainures 5 sont formées parallèlement les unes aux autres et très rapprochées sur le pourtour de la surface intérieure de la paroi 1, et sur une certaine hauteur de part et d'autre du niveau où se situe habituellement le ménisque 4. L'ensemble de la surface intérieure de la paroi i, est recouvert par un dépôt électrolytique d'une couche 5a de métal moins conducteur thermiquement que le métal de base dont est constituée la paroi 1, et les rainures 5 sont remplies par ce même métal également par dépôt électrolytique ou tout autre moyen.

La couche 5a offre donc partout une surface de contact plane au métal en cours de solidification, et c'est le matériau remplissant les rainures 5 qui joue le rôle d'insert retardant la solidification du métal. La paroi 1 étant par exemple en acier, le métal déposé peut être notamment du nickel ou du chrome.

L'épaisseur de cette couche sur la surface intérieure de la paroi 1 et au-dessus des rainures 5 est de 0,2 à 0,4mm par exemple.

Les paramètres à prendre en considération pour parvenir au meilleur résultat souhaité sont le nombre de rainures 5, leur espacement et leur profondeur. Ces paramètres sont déterminés pour diminuer sensiblement le flux thermique sans échauffer trop le métal de base de la paroi 1. Dans la pratique, ces rainures peuvent avoir par exemple une largeur de 3 à 6mm et une profondeur de 4 à 6mm, de préférence supérieure à leur largeur. Leur espacement est d'environ 3 à 5mm par exemple.

Sur le dessin annexé, les rainures 5 ont un profil en U, qui peut être remplacé en variante par tout profil différent, par exemple en forme de queue d'aronde.

Par rapport à un insert massif, ce type d'insert présente l'avantage d'une meilleure tenue mécanique, car les déformations du métal de remplissage des stries dues à la dilatation différentielle par rapport à la paroi de la lingotière, sont plus limitées. D'autre part, cette configuration permet des transferts thermiques plus homogènes dans les différentes directions de l'espace à l'intérieur de l'insert, du fait de l'imbrication de l'insert et de la paroi. Cela se traduit par une meilleure régularité de la température de la paroi de la lingotière en contact avec l'acier, en cours de solidification au droit de l'insert.

Tout autre moyen approprié que le dépôt électrolytique peut être envisagé pour déposer la couche de métal sur la surface de la paroi 1.

En variante, le matériau remplissant les rainures 5 peut ne pas être un métal, mais un matériau réfractaire. il est de toute façon nécessaire que, comme sur les lingotières habituellement utilisées en coulée continue de l'acier, la paroi intérieure 1 de la lingotière soit recouverte d'une couche d'un métal tel que le chrome ou le nickel, y compris au droit des rainures 5. En effet, la lingotière est habituellement en cuivre qui est un bon conducteur de la chaleur, mais dont la résistance à l'usure est insuffisante pour garantir à lui seul durablement une bonne qualité de surface du produit coulé.

On obtient grâce à cet insert la diminution recherchée du flux thermique, qui retarde la solidification du métal liquide 2, spécialement au niveau du ménisque 4. La surface du produit 2 obtenu est plus régulière et présente des rides d'oscillations moins marquées. L'agencement des rainures telles que 5 et leur remplissage par un matériau peu conducteur approprié forment un insert simple à réaliser et relativement peu onéreux. Après usure, les rainures peuvent être réusinées simultanément au réusinage de la paroi 1, et une nouvelle couche de matériau peu conducteur peut être déposée.

Les rainures peuvent être orientées perpendiculairement à l'axe AA de la lingotière, ou même parallèlement à cet axe, étant entendu que cette orientation est indifférente pour l'obtention de l'effet retardateur de la solidification du ménisque qui est recherché.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Lingotière de coulée continue de métal liquide tel que l'acier, comprenant une paroi en un métal de base bon conducteur de la chaleur, tel que le cuivre, revêtue sur sa face en contact avec le métal coulé par une couche d'un métal ayant une résistance à l'usure supérieure à celle du métal de base, caractérisée en ce que sur la surface intérieure de ladite paroi (1) sont ménagées, sensiblement au niveau où se situe habituellement le ménisque (4) du métal liquide, des rainures (5) remplies par un matériau moins conducteur thermiquement que le métal de base dont est constituée ladite paroi (1).

2. Lingotière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau remplissant les rainures (5) est un métal.

3. Lingotière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le métal remplissant les rainures (5) est le même que le métal constituant la couche (5a) qui revêt les faces de la lingotière en contact avec le métal coulé.

4. Lingotière selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le métal remplissant les rainures (5) est déposé par voie électrolytique.

5. Lingotière selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les rainures (5) sont parallèles et s'étendent sur une hauteur déterminée sur le pourtour intérieur de la paroi (1), de part et d'autre du niveau où se situe habituellement le ménisque (4) de métal liquide (2).

6. Lingotière selon la revendication 5, caractérisée en ce que les rainures sont orientées perpendiculairement à l'axe (AA) de la lingotière.