EP0564316A1 - Method for continuous casting - Google Patents
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- EP0564316A1 EP0564316A1 EP93400675A EP93400675A EP0564316A1 EP 0564316 A1 EP0564316 A1 EP 0564316A1 EP 93400675 A EP93400675 A EP 93400675A EP 93400675 A EP93400675 A EP 93400675A EP 0564316 A1 EP0564316 A1 EP 0564316A1
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- B22D11/053—Means for oscillating the moulds
Definitions
- the subject of the invention is a process for continuously casting a molten metal which in particular makes it possible to vary the casting speed.
- a continuous casting installation comprises an ingot mold or shell, consisting of a bottomless mold limiting a cavity open at its two ends and whose walls are cooled vigorously so that the molten metal poured into it upper orifice of the mold forms, along the cooled walls, a solidified crust thick enough at the level of the lower orifice to allow the continuous evacuation of a product limited by said solidified crust and the central part of which remains liquid solidifies progressively in a so-called secondary cooling device placed below the mold and in which are placed, in addition, extraction means, for example, rollers driven in. rotation, which allow the product to be pulled down at an adjustable speed which depends on the casting conditions.
- the mold has a substantially vertical axis and the secondary cooling device, which forms a corset for guiding the product, is curved so as to bring the horizontally cast product horizontally, which facilitates the evacuation of the product and its cutting into. sections of a certain length.
- the axis of the mold has a curvature corresponding to that of the guide corset to facilitate the change of direction of the product.
- powdered products have been used as a lubricant which are poured onto the meniscus formed by the liquid metal at the top of the mold and melt in contact with the metal. It is advantageous to use products which, in addition to their lubricating power, fulfill the functions of a slag such as the absorption of inclusions.
- the liquid slag thus formed at the contact of the metal meniscus descends along the cooled walls of the mold, forming a thin film between the wall and the solidified crust.
- This descent of the slag along the walls is favored by the cyclic movement of oscillation of the ingot mold which comprises, at each cycle, a phase of descent of the ingot mold and a phase of ascent in the opposite direction of the product which continues to descend. It has long been known that it is necessary to adjust the oscillation movement of the mold so that it reaches, at the end of the descent, a speed greater than the speed of extraction of the product, which makes it possible to create a negative sliding effect for a certain period called “negative stripping time” or "healing time”. It has been observed, in fact, that the liquid slag interposed between the cooled wall and the solidified crust is compressed for the duration of the negative sliding and then decompresses, which promotes the infiltration of the lubricant.
- the quality of the lubrication also depends on the nature of the slag, in particular its viscosity, the dimensions of the product poured and the speed of extraction.
- the product extraction speed cannot be kept constant or even limited to a narrow range.
- this speed already depends on the cross section of the product, the products of small section such as billets being cast at speeds higher than the casting speed of certain larger products such as blooms or slabs, the ratio can be of the order of double or triple.
- the extraction speed it may be necessary, in modern installations, to vary the extraction speed widely.
- the molten metal is brought from the steelworks into pockets which are placed in turn above the installation, the empty pocket being replaced by a full pocket.
- the steel is not poured directly into the mold, but into an intermediate container which acts as a buffer and, moreover, can distribute the steel in several neighboring lines.
- the replacement of an empty pocket by a full pocket can be carried out with a delay exceeding the capacities of the intermediate container and, in this case, it is necessary to reduce the flow rate of the metal poured into the ingot mold and, consequently, the extraction speed.
- the frequency is simply a linear function of the casting speed.
- the variations of the frequency as a function of the casting speed have been shown which make it possible to determine, for each speed, the frequency which should be given to the oscillations, the stroke of oscillation being kept constant over the entire speed adjustment range.
- Figure 1b is a diagram showing the variations in the healing time t N as a function of the values given at the casting speed and taking into account the corresponding frequency indicated in Figure la. It can be seen that, for relatively high casting speeds, greater than 1 meter / minute, the healing time is quite low, around 0.1 seconds, which makes it possible to minimize the depth of the oscillation wrinkles, in particular for steel grades characterized by a "ferritic potential" of the order of 1 and which tend to deep wrinkles with the consequence of a risk of formation of transverse cracks.
- the object of the invention is therefore to remedy such drawbacks by means of a new continuous casting process making it possible to vary the casting speed over a much wider range with the same slag.
- the nature of the lubrication product and its optimum consumption rate are first of all determined as a function of the nature of the metal and of the normal casting conditions and, without modifying the nature of the lubrication product, the casting speed Vc over a wide range to adapt to casting conditions determined, by acting jointly on the stroke and on the frequency of the oscillations as a function of the casting speed chosen, so that, for each casting speed V c , the consumption rate Q of the lubrication product and the time healing t N do not differ significantly each from an optimal value valid over the entire speed adjustment range.
- the stroke and the frequency of the oscillations are adjusted differently over two speed ranges covering the wide desired adjustment range, respectively a range of high speeds which descends from the maximum casting speed to a critical speed V ′ and in which the oscillation stroke is kept constant while the oscillation frequency is an increasing function of the casting speed, and a range of low speeds which goes from the critical speed to a minimum speed and in which the oscillation frequency is kept substantially constant while the oscillation stroke is an inverse function of the casting speed, said critical speed being the speed to which one can descend by keeping the frequency constant and keeping an acceptable slip ratio V m / V c , V c being the casting speed at a given instant and V m being l at average speed of the mold during the cycle corresponding to this instant.
- the amplitude of the oscillations is an inverse linear function of the casting speed and in the high speed range, the oscillation frequency is a direct linear function of the casting speed.
- the constants A and m of the preceding relation have values of the order of 0.5.
- the mold is animated with triangular type oscillations and the healing time t N is maintained at a constant optimal value over the entire range of adjustment of the casting speed.
- the rate of consumption of the lubrication product is maintained, over the entire range of adjustment of the casting speed, at a substantially constant value of the order of 0.3 kg per m2 of section of the mold.
- the ingot mold is associated with force measurement sensors emitting a signal used for instant optimization of the parameters in a closed and self-regulating control loop.
- Figures 1a and 1b are, as already indicated, diagrams illustrating examples of conventional casting and indicating respectively, as a function of the casting speed, the stroke and the frequency of oscillation in Figure 1a and, on Figure 1b, the healing time and the slag consumption rate.
- Figures 2a and 2b are diagrams illustrating a practical example of embodiment of the invention, and respectively indicating, as a function of the casting speed, the values of the stroke and the oscillation frequency in Figure 2a and, on Figure 2b, the values of the healing time and the slag consumption rate.
- the temperature of 1300 ° C corresponds to the characteristic surface temperature of mild steels, that is to say about 200 ° C below the Solidus. For more alloyed grades, an adaptation of the viscosity value to a lower characteristic temperature would be necessary.
- the optimal value for the consumption of slag powder was of the order of 0.3 kg / m2, the optimal healing time being 0.1 sec. for steel grades with a "ferritic potential" of the order of 1.
- the method according to the invention gives a very great operating flexibility to a continuous casting installation because it allows the casting speed to be regulated over a wide range without changing the nature of the lubrication product and in keeping healing time and consumption of this product close to optimal values, even at low speeds.
- the variations of the oscillation stroke h and of the oscillation frequency f are represented as a function of the casting speed chosen, which may vary, in the example shown, between 0.3 and 2 m / min.
- the oscillation stroke is maintained, as previously, at a constant value, for example 4 mm.
- the oscillation frequency can be adjusted over a wide range, for example, from 20 to 400 cycles per minute. However, it is preferable not to exceed 200 cpm to promote the longevity of the oscillation system.
- the curve representing the variations in the healing time t N has been indicated in FIG. 2b and it can be seen that it remains below the optimal value 0.1 sec over the whole range of high speeds and that, if it reaches higher values for low speeds, these values remain around 0.25 sec, which is very acceptable and much less than the healing time observed in Figure 1b.
- the invention makes it possible to vary the speed over a very wide range while maintaining the negative stripping time and the consumption of slag at values close to their optimal value, which allows ensure excellent surface quality.
- curve t N indicated above and shown in Figure 2b corresponds to the classic case of sinusoidal oscillations, but a hydraulic oscillation control system allows the shape of the speed variation diagram to be easily modified and oscillations to be carried out. rectangular or triangular.
- the healing time can be set, over the entire speed setting range, to a constant value t ' N equal to the optimal value of 0.1 / sec as shown in Figure 2b .
- the time for the ingot mold to rise relative to the product can drop from 0.5 to 0.25 sec when the casting speed goes from 1 to 2 m / min.
- the oscillation parameters can be perfectly adapted to the needs of surface quality and this way of operating decreases the vibrations and increases the longevity of the oscillation system.
- the invention can therefore be applied, in general, to any continuous casting installation allowing adjustment of the oscillation stroke during casting and it is particularly advantageous in the case of triangular oscillations making it possible to produce a constant and optimal healing time.
- Such a casting installation will preferably be equipped with sensors making it possible to measure the forces applied to the ingot mold and the signal of which can be used for instant optimization of the parameters in a closed and self-regulating control loop.
- the invention is not only limited to the single embodiment which has just been described in detail and, depending on the nature of the steel and the casting conditions, it would be possible to cover other ranges of casting speed, using a slag of different viscosity.
Landscapes
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé de coulée en continu d'un métal fondu permettant en particulier de faire varier la vitesse de coulée.The subject of the invention is a process for continuously casting a molten metal which in particular makes it possible to vary the casting speed.
La technique de coulée en continu d'un métal ferreux, pour l'obtention d'un produit tel qu'une billette, un bloom ou une brame, est connue et utilisée depuis longtemps. D'une façon générale, une installation de coulée en continu comprend une lingotière ou coquille, constituée d'un moule sans fond limitant une cavité ouverte à ses deux extrémités et dont les parois sont refroidies énergiquement de façon que le métal fondu coulé dans l'orifice supérieur du moule forme, le long des parois refroidies, une croûte solidifiée suffisamment épaisse au niveau de l'orifice inférieur pour permettre l'évacuation en continu d'un produit limité par ladite croûte solidifiée et dont la partie centrale restée liquide se solidifie progressivement dans un dispositif dit de refroidissement secondaire placé au-dessous de la lingotière et dans lequel sont placés, en outre, des moyens d'extraction, par exemple, des rouleaux entraînés en. rotation, qui permettent de tirer le produit vers le bas à une vitesse réglable qui dépend des conditions de coulée.The technique of continuously casting a ferrous metal, to obtain a product such as a billet, a bloom or a slab, has been known and used for a long time. Generally, a continuous casting installation comprises an ingot mold or shell, consisting of a bottomless mold limiting a cavity open at its two ends and whose walls are cooled vigorously so that the molten metal poured into it upper orifice of the mold forms, along the cooled walls, a solidified crust thick enough at the level of the lower orifice to allow the continuous evacuation of a product limited by said solidified crust and the central part of which remains liquid solidifies progressively in a so-called secondary cooling device placed below the mold and in which are placed, in addition, extraction means, for example, rollers driven in. rotation, which allow the product to be pulled down at an adjustable speed which depends on the casting conditions.
Généralement, la lingotière a un axe sensiblement vertical et le dispositif de refroidissement secondaire, qui forme un corset de guidage du produit, est courbé de façon à ramener à l'horizontale le produit coulé verticalement, ce qui facilite l'évacuation du produit et son découpage en. tronçons d'une certaine longueur. Généralement, l'axe de la lingotière présente une courbure correspondant à celle du corset de guidage pour faciliter le changement de direction du produit.Generally, the mold has a substantially vertical axis and the secondary cooling device, which forms a corset for guiding the product, is curved so as to bring the horizontally cast product horizontally, which facilitates the evacuation of the product and its cutting into. sections of a certain length. Generally, the axis of the mold has a curvature corresponding to that of the guide corset to facilitate the change of direction of the product.
Il est nécessaire d'éviter une adhérence du métal sur les parois refroidies de la lingotière qui pourrait provoquer des arrachements de la croûte solide et des percées.It is necessary to avoid adhesion of the metal on the cooled walls of the mold which could cause tearing of the solid crust and breakthroughs.
C'est pourquoi, dès le début du développement de la technique de coulée continue, on a proposé de faire osciller la lingotière parallèlement à son axe rectiligne ou courbe. A cet effet, on utilise différents dispositifs bien connus. Généralement, la lingotière est fixée de façon amovible sur une table qui est guidée et animée de mouvements d'oscillation, par exemple au moyen de leviers reliés à un système d'oscillation. Ce dernier peut être, par exemple, un système à excentrique donnant à la lingotière un mouvement de type sinusoïdal. Plus récemment, cependant, on a proposé d'autres systèmes d'oscillation, par exemple à commande hydraulique, qui donnent de plus larges possibilités de réglage du mouvement d'oscillation et, par exemple, permettent de réaliser un diagramme de vitesses de type carré, en dents de scie ou autre.This is why, from the start of the development of the continuous casting technique, it has been proposed to oscillate the ingot mold parallel to its rectilinear or curved axis. AT For this purpose, various well known devices are used. Generally, the mold is removably fixed on a table which is guided and animated by oscillating movements, for example by means of levers connected to an oscillation system. The latter can be, for example, an eccentric system giving the mold a sinusoidal movement. More recently, however, other oscillation systems have been proposed, for example with hydraulic control, which give wider possibilities for adjusting the oscillation movement and, for example, allow a square type speed diagram to be produced. , jagged or otherwise.
Cependant, pour éviter le collage de la croûte solidifiée sur les parois refroidies, il est aussi nécessaire de lubrifier celles-ci au moyen d'un produit susceptible de s'interposer entre la croûte et la paroi, pour favoriser le glissement et améliorer la qualité de surface.However, to avoid sticking of the solidified crust on the cooled walls, it is also necessary to lubricate them with a product capable of interposing between the crust and the wall, to promote sliding and improve the quality. of surface.
Depuis un certain temps, on utilise comme lubrifiant des produits sous forme de poudre qui sont déversés sur le ménisque formé par le métal liquide à la partie supérieure de la lingotière et fondent au contact du métal. Il est avantageux d'utiliser des-produits qui, outre leur pouvoir lubrifiant, remplissent les fonctions d'un laitier telles que l'absorption des inclusions.For some time, powdered products have been used as a lubricant which are poured onto the meniscus formed by the liquid metal at the top of the mold and melt in contact with the metal. It is advantageous to use products which, in addition to their lubricating power, fulfill the functions of a slag such as the absorption of inclusions.
Le laitier liquide constitué ainsi au conctact du ménisque de métal descend le long des parois refroidies de la lingotière en formant un film de faible épaisseur entre la paroi et la croûte solidifiée.The liquid slag thus formed at the contact of the metal meniscus descends along the cooled walls of the mold, forming a thin film between the wall and the solidified crust.
Cette descente du laitier le long des parois est favorisé par le mouvement cyclique d'oscillation de la lingotière qui comprend, à chaque cycle, une phase de descente de la lingotière et une phase de remontée dans le sens inverse du produit qui continue à descendre. Depuis longtemps, on sait qu'il est nécessaire de régler le mouvement d'oscillation de la lingotière de telle sorte que celle-ci atteigne, à la fin de la descente, une vitesse plus grande que la vitesse d'extraction du produit, ce qui permet de créer un effet de glissement négatif pendant un certain temps appelé "temps de strippage négatif" ou bien "temps de cicatrisation". On a observé, en effet, que le laitier liquide interposé entre la paroi refroidie et la croûte solidifiée est comprimé pendant la durée du glissement négatif puis se décompresse, ce qui favorise l'infiltration du lubrifiant.This descent of the slag along the walls is favored by the cyclic movement of oscillation of the ingot mold which comprises, at each cycle, a phase of descent of the ingot mold and a phase of ascent in the opposite direction of the product which continues to descend. It has long been known that it is necessary to adjust the oscillation movement of the mold so that it reaches, at the end of the descent, a speed greater than the speed of extraction of the product, which makes it possible to create a negative sliding effect for a certain period called "negative stripping time" or "healing time". It has been observed, in fact, that the liquid slag interposed between the cooled wall and the solidified crust is compressed for the duration of the negative sliding and then decompresses, which promotes the infiltration of the lubricant.
Il en résulte, cependant, la formation sur les faces de produit coulé de rides ou marques d'oscillation dont la profondeur dépend de la nature du métal, mais aussi des conditions de coulée et, notamment, de la course et le la fréquence des oscillations ainsi que de la durée du glissement négatif.This results, however, in the formation of wrinkles or oscillation marks on the faces of the cast product, the depth of which depends on the nature of the metal, but also on the casting conditions and, in particular, on the stroke and the frequency of the oscillations. as well as the duration of the negative slip.
Par ailleurs, la qualité de la lubrification dépend aussi de la nature du laitier, en particulier de sa viscosité, des dimensions du produit coulé et de la vitesse d'extraction.Furthermore, the quality of the lubrication also depends on the nature of the slag, in particular its viscosity, the dimensions of the product poured and the speed of extraction.
Pour améliorer la qualité de surface du produit coulé, on cherche à minimiser autant que possible la profondeur des rides d'oscillation et l'on peut agir, pour cela, sur un grand nombre de paramètres dépendant, notamment, de la nature du métal et des conditions de coulée.To improve the surface quality of the cast product, we seek to minimize as much as possible the depth of the oscillation wrinkles and we can act, for this, on a large number of parameters depending, in particular, on the nature of the metal and casting conditions.
Il est admis, cependant, qu'il faut essentiellement réduire le temps de cicatrisation et, dans ce but, on utilise habituellement des fréquences assez élevées conjointement avec une course réduite, ce qui permet, en outre, de minimiser les forces d'inertie et les risques de vibrations du mécanisme d'oscillation. Toutefois, on diminue ainsi l'infiltration du lubrifiant, ce qui augmente le danger de collage.It is recognized, however, that essentially the healing time must be reduced and, for this purpose, fairly high frequencies are usually used in conjunction with a reduced stroke, which further allows the inertial forces to be minimized and the risk of vibration of the oscillation mechanism. However, the infiltration of the lubricant is thus reduced, which increases the danger of sticking.
Pour chaque nature de métal, il est possible de déterminer, au moins empiriquement, la nature du laitier, en particulier sa viscosité et la consommation optimale qui permettront, pour une vitesse d'extraction normale, et jusqu'à la vitesse maximale souhaitée, d'assurer une bonne lubrification de la lingotière.For each type of metal, it is possible to determine, at least empirically, the nature of the slag, in particular its viscosity and the optimal consumption which will allow, for a normal extraction speed, and up to the desired maximum speed, '' ensure good lubrication of the mold.
Cependant, la vitesse d'extraction du produit ne peut pas être maintenue constante ni même limitée à une plage étroite. En effet, cette vitesse dépend déjà de la section transversale du produit, les produits de faible section tels que des billettes étant coulés à des 'vitesses supérieures à la vitesse de coulée de certains produits de plus grandes dimensions tels que les blooms ou les brames, le rapport pouvant être de l'ordre du double ou de triple.However, the product extraction speed cannot be kept constant or even limited to a narrow range. In fact, this speed already depends on the cross section of the product, the products of small section such as billets being cast at speeds higher than the casting speed of certain larger products such as blooms or slabs, the ratio can be of the order of double or triple.
Par ailleurs, pour un même produit, on peut être amené, dans les installations modernes, à faire varier largement la vitesse d'extraction. Par exemple, on sait que le métal fondu est amené de l'aciérie dans des poches qui sont placées à tour de rôle au-dessus de l'installation, la poche vide étant remplacée par une poche pleine. Pour éviter une discontinuité de la coulée pendant le temps de remplacement d'une poche, l'acier n'est pas déversé directement dans la lingotière, mais dans un récipient intermédiaire qui sert de tampon et, en outre, peut répartir l'acier dans plusieurs lignes voisines. Mais le remplacement d'une poche vide par une poche pleine peut s'effectuer avec un retard excèdant les capacités du récipient intermédiaire et, dans ce cas, il est nécessaire de réduire le, débit du métal coulé dans la lingotière et, par conséquent, la vitesse d'extraction.Furthermore, for the same product, it may be necessary, in modern installations, to vary the extraction speed widely. For example, it is known that the molten metal is brought from the steelworks into pockets which are placed in turn above the installation, the empty pocket being replaced by a full pocket. To avoid discontinuity in casting during the replacement time of a ladle, the steel is not poured directly into the mold, but into an intermediate container which acts as a buffer and, moreover, can distribute the steel in several neighboring lines. However, the replacement of an empty pocket by a full pocket can be carried out with a delay exceeding the capacities of the intermediate container and, in this case, it is necessary to reduce the flow rate of the metal poured into the ingot mold and, consequently, the extraction speed.
Mais si l'on fait varier la vitesse d'extraction, il faut, cependant, maintenir une bonne lubrification des parois et conserver un taux de cicatrisation optimal. Pour cela, il est possible d'agir sur l'amplitude et/ou la fréquence des oscillations en fonction de la vitesse de coulée. Cependant, dans les machines classiques, dans lesquelles l'oscillation est produite par excentrique, il est, en général, difficile de régler l'amplitude des oscillations et, en tous cas, ce réglage ne peut se faire qu'à l'arrêt de la machine. En pratique, on avait donc l'habitude, jusqu'à présente d'agir seulement sur la fréquence des oscillations pour adapter la vitesse de la lingotière à la vitesse de coulée.However, if the extraction speed is varied, it is necessary, however, to maintain good lubrication of the walls and to maintain an optimal healing rate. For this, it is possible to act on the amplitude and / or the frequency of the oscillations as a function of the casting speed. However, in conventional machines, in which the oscillation is produced by eccentric, it is, in general, difficult to adjust the amplitude of the oscillations and, in any case, this adjustment can only be done when the the machine. In practice, therefore, until now it was customary to act only on the frequency of the oscillations in order to adapt the speed of the mold to the speed of casting.
Souvent, la fréquence est simplement une fonction linéaire de la vitesse de coulée. Sur la Figure la ci-jointe, par exemple, on a représenté les variations de la fréquence en fonction de la vitesse de coulée qui permettent de déterminer, pour chaque vitesse, la fréquence qu'il convient de donner aux oscillations, la course d'oscillation étant maintenue constante sur toute la plage de réglage de la vitesse. Dans l'exemple représenté qui correspond à un cas classique, la course d'oscillation constante est de 6,5 millimètres et la fréquence est liée linéairement à la vitesse par la relation f = 100 Vc.Often the frequency is simply a linear function of the casting speed. In the attached Figure, for example, the variations of the frequency as a function of the casting speed have been shown which make it possible to determine, for each speed, the frequency which should be given to the oscillations, the stroke of oscillation being kept constant over the entire speed adjustment range. In the example shown, which corresponds to a classic case, the constant oscillation stroke is 6.5 millimeters and the frequency is linearly linked to the speed by the relation f = 100 V c .
La vitesse moyenne de la lingotière au cours d'un cycle étant Vm = 2 hf, le rapport de strippage appelé couramment "N S R" et qui est égal à Vm/Vc = 2 hf/Vc a donc, pour une course de 6,5 millimètres, une valeur de 1,3, ce qui correspond à un cas fréquemment trouvé dans l'industrie.The average speed of the ingot mold during a cycle being V m = 2 hf, the stripping ratio commonly called "NSR" and which is equal to V m / V c = 2 hf / V c a therefore, for a stroke of 6.5 millimeters, a value of 1.3, which corresponds to a case frequently found in the industry.
D'autre part, on sait que, pour un mouvement sinusoïdal de la lingotière, le temps de cicatrisation ou temps de strippage négatif est de :
La Figure 1b est un diagramme montrant les variations du temps de cicatrisation tN en fonction des valeurs données à la vitesse de coulée et compte tenu de la fréquence correspondante indiquée sur la Figure la. On voit que, pour les vitesses de coulée relativement élevées, supérieures à 1 mètre/minute, le temps de cicatrisation est assez bas, autour de 0,1 seconde, ce qui permet de minimiser la profondeur des rides d'oscillation, en particulier pour les nuances d'acier caractérisées par un "potentiel ferritique" de l'ordre de 1 et qui ont tendance aux rides profondes avec comme conséquence un risque de formation de criques transversales.Figure 1b is a diagram showing the variations in the healing time t N as a function of the values given at the casting speed and taking into account the corresponding frequency indicated in Figure la. It can be seen that, for relatively high casting speeds, greater than 1 meter / minute, the healing time is quite low, around 0.1 seconds, which makes it possible to minimize the depth of the oscillation wrinkles, in particular for steel grades characterized by a "ferritic potential" of the order of 1 and which tend to deep wrinkles with the consequence of a risk of formation of transverse cracks.
On voit, cependant, que les valeurs tN basses correspondent à des fréquences élevées, ce qui augmente le danger de collage par diminution de l'infiltration du lubrifiant avec tendance croissante au collage à des vitesses de coulée élevées. Il est donc nécessaire d'adapter la viscosité du laitier à la vitesse de coulée.We see, however, that the low t N values correspond to high frequencies, which increases the danger of sticking by decreasing the infiltration of the lubricant with increasing tendency to stick at high casting speeds. It is therefore necessary to adapt the viscosity of the slag to the casting speed.
C'est ainsi que, dans l'exemple représenté sur les Figures 1a et 1b, on utilise avantageusement une poudre formant par fusion un laitier dont la viscosité à 1300° est : η₁ = 1,5 poise.Thus, in the example shown in Figures 1a and 1b, a powder is advantageously used by melting a slag whose viscosity at 1300 ° is: η₁ = 1.5 poise.
Comme on l'a indiqué sur le diagramme, on peut ainsi couler dans de bonnes conditions des produits d'assez faibles dimensions, par exemple des billettes de section 150 x 150 millimètres à des vitesses pouvant varier entre 1,2 et 1,8 m/min.As indicated in the diagram, it is thus possible to pour under good conditions products of relatively small dimensions, for example billets of section 150 x 150 millimeters at speeds which can vary between 1.2 and 1.8 m / min.
En revanche, pour des vitesses plus basses, il faudra utiliser une autre poudre permettant d'obtenir à 1300°, par exemple, un laitier de viscosité η
Un tel résultat n'est donc pas entièrement satisfaisant et, pourtant, il a été obtenu en faisant varier la qualité du laitier pour deux gammes de vitesse qui, en outre, sont assez limitées.Such a result is therefore not entirely satisfactory, and yet it has been obtained by varying the quality of the slag for two speed ranges which, moreover, are quite limited.
L'invention a donc pour objet de remédier à de tels inconvénients grâce à un nouveau procédé de coulée continue permettant de faire varier la vitesse de coulée sur une plage beaucoup plus large avec le même laitier.The object of the invention is therefore to remedy such drawbacks by means of a new continuous casting process making it possible to vary the casting speed over a much wider range with the same slag.
Conformément à l'invention, on détermine tout d'abord la nature du produit de lubrification et son débit de consommation optimal en fonction de la nature du métal et des conditions de coulée normales et, sans modifier la nature du produit de lubrification, on règle la vitesse de coulée Vc sur une large plage pour s'adapter à des conditions de coulée déterminées, en agissant de façon conjuguée sur la course et sur la fréquence des oscillations en fonction de la vitesse de coulée choisie, de telle façon que, pour chaque vitesse de coulée Vc, le débit Q de consommation du produit de lubrification et le temps de cicatrisation tN ne s'écartent pas sensiblement chacun d'une valeur optimale valable sur toute la plage de réglage de la vitesse.In accordance with the invention, the nature of the lubrication product and its optimum consumption rate are first of all determined as a function of the nature of the metal and of the normal casting conditions and, without modifying the nature of the lubrication product, the casting speed Vc over a wide range to adapt to casting conditions determined, by acting jointly on the stroke and on the frequency of the oscillations as a function of the casting speed chosen, so that, for each casting speed V c , the consumption rate Q of the lubrication product and the time healing t N do not differ significantly each from an optimal value valid over the entire speed adjustment range.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la course et la fréquence des oscillations sont réglées différemment sur deux gammes de vitesse couvrant la large plage de réglage souhaitée, respectivement une gamme de vitesses hautes qui descend depuis la vitesse maximale de coulée jusqu'à une vitesse critique V' et dans laquelle la course d'oscillation est maintenue constante alors que la fréquence d'oscillation est une fonction croissante de la vitesse de coulée, et une gamme de vitesses basses qui va de la vitesse critique jusqu'à une vitesse minimale et dans laquelle la fréquence d'oscillation est maintenue sensiblement constante alors que la course d'oscillations est une fonction inverse de la vitesse de coulée, ladite vitesse critique étant la vitesse jusqu'à laquelle on peut descendre en maintenant la fréquence constante et en conservant un rapport de glissement Vm/Vc acceptable, Vc étant la vitesse de coulée à un instant considéré et Vm étant la vitesse moyenne de la lingotière au cours du cycle correspondant à cet instant.According to an essential characteristic of the invention, the stroke and the frequency of the oscillations are adjusted differently over two speed ranges covering the wide desired adjustment range, respectively a range of high speeds which descends from the maximum casting speed to a critical speed V ′ and in which the oscillation stroke is kept constant while the oscillation frequency is an increasing function of the casting speed, and a range of low speeds which goes from the critical speed to a minimum speed and in which the oscillation frequency is kept substantially constant while the oscillation stroke is an inverse function of the casting speed, said critical speed being the speed to which one can descend by keeping the frequency constant and keeping an acceptable slip ratio V m / V c , V c being the casting speed at a given instant and V m being l at average speed of the mold during the cycle corresponding to this instant.
De préférence, dans la gamme des vitesses basses, l'amplitude des oscillations est une fonction linéaire inverse de la vitesse de coulée et dans la gamme des vitesses hautes, la fréquence des oscillations est une fonction linéaire directe de la vitesse de coulée.Preferably, in the low speed range, the amplitude of the oscillations is an inverse linear function of the casting speed and in the high speed range, the oscillation frequency is a direct linear function of the casting speed.
Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, sur une plage de réglage de la vitesse de coulée Vc pouvant aller de 0,3 m/min environ à 7 m/min ou plus, la course et la fréquence des oscillations sont liées à la nature et au débit de consommation du produit de lubrification par la relation :
- Q
- étant le débit de consommation de laitier en kg par m2 de section de la lingotière,
- h
- la course des oscillations en mètres
- f
- la fréquence des oscillations en nombre de cycles par minute (cpm)
- Vc
- la vitesse de coulée en m/min
- η
- la viscosité du laitier en poises, à 1300°C environ
- A
- une constante
- m
- un nombre compris entre 0
et 1.
- Q
- being the flow rate of slag consumption in kg per m2 of section of the mold,
- h
- the course of the oscillations in meters
- f
- the frequency of the oscillations in number of cycles per minute (cpm)
- V c
- casting speed in m / min
- η
- the viscosity of the slag in poises, at around 1300 ° C
- AT
- a constant
- m
- a number between 0 and 1.
De façon particulièrement avantageuse, les constantes A et m de la relation précédentes ont des valeurs de l'ordre de 0,5.Particularly advantageously, the constants A and m of the preceding relation have values of the order of 0.5.
Selon une autre caractéristique, dans la gamme de vitesses basses, la course d'oscillation est reliée à la vitesse de coulée Vc par la relation :
dans laquelle D, C et a sont des valeurs constantes dépendant de la nature du métal et des conditions de coulée.According to another characteristic, in the low speed range, the oscillation stroke is related to the casting speed V c by the relation:
in which D, C and a are constant values depending on the nature of the metal and the casting conditions.
Par ailleurs, il est préférable que dans la gamme des vitesses hautes, la fréquence des oscillations soit réglée en fonction de la vitesse de coulée Vc de façon à rester toujours supérieure à une fréquence minimale f' = 680 Vc/2h.Furthermore, it is preferable that in the range of high speeds, the frequency of the oscillations is adjusted as a function of the casting speed Vc so as to always remain greater than a minimum frequency f '= 680 V c / 2h.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la lingotière est animée d'oscillations de type triangulaire et le temps de cicatrisation tN est maintenu à une valeur optimale constante sur toute la plage de réglage de la vitesse de coulée.In a particularly advantageous embodiment, the mold is animated with triangular type oscillations and the healing time t N is maintained at a constant optimal value over the entire range of adjustment of the casting speed.
De préférence, le débit de consommation du produit de lubrification est maintenu, sur toute la plage de réglage de la vitesse de coulée, à une valeur sensiblement constante de l'ordre de 0,3 kg par m2 de section de la lingotière.Preferably, the rate of consumption of the lubrication product is maintained, over the entire range of adjustment of the casting speed, at a substantially constant value of the order of 0.3 kg per m2 of section of the mold.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux d'une installation de coulée continue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la lingotière est associée à des capteurs de mesure des efforts émettant un signal utilisé pour une optimisation instantanée des paramètres dans une boucle de contrôle fermée et auto-régulante.In a particularly advantageous embodiment of a continuous casting installation for placing in implementing the method according to the invention, the ingot mold is associated with force measurement sensors emitting a signal used for instant optimization of the parameters in a closed and self-regulating control loop.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un exemple pratique illustrée par les dessins annexés.However, the invention will be better understood from the following description of a practical example illustrated by the appended drawings.
Les Figures 1a et 1b sont, comme on l'a déjà indiqué, des diagrammes illustrant des exemples de coulée classiques et indiquant respectivement, en fonction de la vitesse de coulée, la course et la fréquence d'oscillation sur la Figure 1a et, sur la Figure 1b, le temps de cicatrisation ainsi que le débit de consommation de laitier.Figures 1a and 1b are, as already indicated, diagrams illustrating examples of conventional casting and indicating respectively, as a function of the casting speed, the stroke and the frequency of oscillation in Figure 1a and, on Figure 1b, the healing time and the slag consumption rate.
Les Figures 2a et 2b sont des diagrammes illustrant un exemple pratique de réalisation de l'invention, et indiquant respectivement, en fonction de la vitesse de coulée, les valeurs de la course et de la fréquence d'oscillation sur la Figure 2a et, sur la Figure 2b, les valeurs du temps de cicatrisation et du débit de consommation de laitier.Figures 2a and 2b are diagrams illustrating a practical example of embodiment of the invention, and respectively indicating, as a function of the casting speed, the values of the stroke and the oscillation frequency in Figure 2a and, on Figure 2b, the values of the healing time and the slag consumption rate.
Après évaluation d'un grand nombre d'évaluations industrielles, on a pu établir une fonction approximative et empirique entre la consommation Q en produit de lubrification, exprimée en kg par m2 de section transversale et les paramètres essentiels de coulée, cette fonction étant de la forme :
h étant la course d'oscillation en mètres, f la fréquence en cycles par minute, Vc la vitesse de coulée en mètre par minute et η la viscosité à 1300°C en poise.After evaluating a large number of industrial evaluations, it was possible to establish an approximate and empirical function between the consumption Q of lubrication product, expressed in kg per m2 of cross section and the essential parameters of casting, this function being of the form:
h being the oscillation stroke in meters, f the frequency in cycles per minute, V c the casting speed in meters per minute and η the viscosity at 1300 ° C in poise.
La température de 1300°C correspond à la température caractéristique de surface des aciers doux, c'est-à-dire environ 200°C au-dessous du Solidus. Pour des nuances plus alliées, une adaptation de la valeur de la viscosité à une température caractéristique plus basse serait nécessaire.The temperature of 1300 ° C corresponds to the characteristic surface temperature of mild steels, that is to say about 200 ° C below the Solidus. For more alloyed grades, an adaptation of the viscosity value to a lower characteristic temperature would be necessary.
Cette fonction est essentiellement empirique mais on a établi qu'elle pouvait, en pratique, s'appliquer sur la gamme suivante des différents paramètres :
- . h entre 0,002 et 0,020 m
- . f entre 20 et 400 cpm et, de préférence, 25 à 200 cpm
- . Vc entre 0,3 et 7,0 m/min
- . η
0,1 et 20 poises.entre
- . h between 0.002 and 0.020 m
- . f between 20 and 400 cpm and, preferably, 25 to 200 cpm
- . V c between 0.3 and 7.0 m / min
- . η between 0.1 and 20 poises.
Dans les cas les plus classiques, les constantes A et m sont de l'ordre de 0,5.In the most classic cases, the constants A and m are of the order of 0.5.
Sur la Figure 1b qui correspond, comme on l'a vu, à des exemples de coulée classiques, avec course constante et augmentation linéaire de la fréquence en fonction de la vitesse, on a indiqué, d'une part, la variation du temps de strippage négatif tN et, d'autre part, les valeurs du débit de consommation Q, pour deux sortes de laitier employées présentant, respectivement, une viscosité de 1,5 poise pour les vitesses relativement élevées correspondant à la coulée de billettes de dimensions 150 x 150 millimètres et une viscosité de 6 poises pour les vitesses relativement basses correspondant à là coulée de blooms de dimensions 240 x 240 millimètres.On Figure 1b which corresponds, as we have seen, to examples of conventional casting, with constant stroke and linear increase in frequency as a function of speed, we have indicated, on the one hand, the variation of the time of negative stripping t N and, on the other hand, the values of the consumption flow rate Q, for two kinds of slag employed having, respectively, a viscosity of 1.5 poise for the relatively high speeds corresponding to the casting of billets of dimensions 150 x 150 millimeters and a viscosity of 6 poises for relatively low speeds corresponding to the pouring of blooms of dimensions 240 x 240 millimeters.
On constate que, pour la coulée de billettes à des vitesses allant de 1,2 à 1,8 m/min, le temps de strippage négatif reste compris entre 0,1 et 0,2 sec et la consommation de laitier varie entre 0,4 et 0,3 kg/m2.It can be seen that, for the casting of billets at speeds ranging from 1.2 to 1.8 m / min, the negative stripping time remains between 0.1 and 0.2 sec and the consumption of slag varies between 0, 4 and 0.3 kg / m2.
Or, on a pu observer que la valeur optimale pour la consommation de poudre de laitier était de l'ordre de 0,3 kg/m2, le temps de cicatrisation optimal étant de 0,1 sec. pour des nuances d'acier ayant un "potentiel ferritique" de l'ordre de 1.However, it has been observed that the optimal value for the consumption of slag powder was of the order of 0.3 kg / m2, the optimal healing time being 0.1 sec. for steel grades with a "ferritic potential" of the order of 1.
Par conséquent, pour des produits de faibles sections et des vitesses de coulée élevées, la qualité de surface peut être maintenue satisfaisante, le temps du strippage et la consommation de laitier étant proches des valeurs optimales.Consequently, for products with small sections and high casting speeds, the surface quality can be maintained satisfactory, the stripping time and the slag consumption being close to optimal values.
En revanche, on voit que, même en utilisant un laitier de viscosité élevée, par exemple, de l'ordre de 6 poises, le temps de cicatrisation et la consommation de laitier varient plus fortement et s'écartent sensiblement des valeurs optimales pour les vitesses basses. On risque donc d'obtenir une qualité de surface très douteuse en vitesses basses, malgré l'utilisation d'une poudre de laitier à viscosité élevée.On the other hand, it can be seen that, even using a slag of high viscosity, for example, of the order of 6 poises, the healing time and the consumption of slag vary more strongly and deviate appreciably from the optimum values for the speeds low. There is therefore a risk of obtaining a very questionable surface quality at low speeds, despite the use of a high viscosity slag powder.
On va voir, en revanche, que le procédé selon l'invention donne une très grande souplesse de fonctionnement à une installation de coulée continue car il permet de régler la vitesse de coulée sur une large plage sans changer la nature du produit de lubrification et en conservant un temps de cicatrisation et une consommation de ce produit proches des valeurs optimales, même aux vitesses basses.It will be seen, on the other hand, that the method according to the invention gives a very great operating flexibility to a continuous casting installation because it allows the casting speed to be regulated over a wide range without changing the nature of the lubrication product and in keeping healing time and consumption of this product close to optimal values, even at low speeds.
Sur la Figure 2a, on a représenté les variations de la course d'oscillation h et de la fréquence d'oscillation f en fonction de la vitesse de coulée choisie, celle-ci pouvant varier, dans l'exemple représenté, entre 0,3 et 2 m/min.In FIG. 2a, the variations of the oscillation stroke h and of the oscillation frequency f are represented as a function of the casting speed chosen, which may vary, in the example shown, between 0.3 and 2 m / min.
On a choisi, dans l'exemple représenté, un laitier de viscosité η₂ = 3,5 poises.In the example shown, a slag of viscosity η₂ = 3.5 poises was chosen.
Dans une première gamme de vitesses hautes, on maintient, comme précédemment, la course d'oscillation à une valeur constante, par exemple 4 mm. En revanche, la fréquence est modifiée de façon linéaire en fonction de la vitesse, suivant la relation :
Pour une telle course d'oscillation, cette loi de variation de la fréquence conduit, pour une vitesse maximale de coulée de 2 m/min, à un rapport de glissement "N S R" = 0,68 qui permet d'assurer le strippage négatif nécessaire pour une bonne action du lubrifiant, cette action pouvant, par exemple, être surveillée au moyen de capteurs qui indiquent les efforts appliqués sur la lingotière, par exemple des pesons ou des jauges de contrôle.In a first range of high speeds, the oscillation stroke is maintained, as previously, at a constant value, for example 4 mm. On the other hand, the frequency is modified linearly as a function of the speed, according to the relationship:
For such an oscillation stroke, this frequency variation law leads, for a maximum casting speed of 2 m / min, to a slip ratio "NSR" = 0.68 which ensures the necessary negative stripping for a good action of the lubricant, this action can, for example, be monitored by means of sensors which indicate the forces applied to the mold, for example scales or control gauges.
Comme on l'indique sur la Figure 2a, la fréquence d'oscillation est une fonction directe de la vitesse et croît, donc,avec celle-ci mais, dans la loi de variations choisie, la fréquence reste toujours supérieure à la valeur conduisant à un rapport "N S R" minimal de 0,68, la droite représentative des variations de la fréquence f étant au-dessus de la droite f' représentée en pointillés et qui correspond à l'équation f = 680 Vc/2h.As shown in Figure 2a, the oscillation frequency is a direct function of the speed and therefore increases with it but, in the chosen law of variations, the frequency always remains greater than the value leading to a minimum "NSR" ratio of 0.68, the line representative of the variations of the frequency f being above the line f 'represented in dotted lines and which corresponds to the equation f = 680 V c / 2h.
D'une façon générale, la fréquence d'oscillation peut être réglée sur une large plage allant, par exemple, de 20 à 400 cycles par minute. Toutefois, il est préférable de ne pas dépasser 200 cpm pour favoriser la longévité du système d'oscillation.Generally, the oscillation frequency can be adjusted over a wide range, for example, from 20 to 400 cycles per minute. However, it is preferable not to exceed 200 cpm to promote the longevity of the oscillation system.
Selon l'une des caractéristiques de l'invention, on peut diminuer la vitesse de coulée en conservant une course d'oscillation constante et en abaissant la fréquence proportionnellement à la vitesse sur toute une gamme de vitesses hautes allant depuis la vitesse maximale jusqu'à une vitesse critique V' qui est la vitesse jusqu'à laquelle on peut descendre en maintenant la course d'oscillation constante et en conservant un rapport de glissement "N S R" = Vm/Vc acceptable et, dans le cas représenté, de 0,68, la vitesse critique V' étant de l'ordre de 1 m/min.According to one of the characteristics of the invention, the casting speed can be reduced by keeping a constant oscillation stroke and by lowering the frequency in proportion to the speed over a whole range of high speeds going from the maximum speed to a critical speed V ′ which is the speed to which one can descend by keeping the oscillation stroke constant and by maintaining a slip ratio "NSR" = Vm / V c acceptable and, in the case shown, of 0, 68, the critical speed V 'being of the order of 1 m / min.
En revanche, si l'on veut descendre dans une gamme de vitesses plus basses que la vitesse critique V', on maintient alors la fréquence d'oscillations à une valeur constante qui correspond à la vitesse critique V' et qui est de l'ordre de 100 cycles par minute et l'on règle la course d'oscillation h selon une fonction linéaire inverse de la vitesse, ce qui signifie que la course d'oscillation h augmente proportionnellement à l'abaissement de la vitesse de coulée Vc.On the other hand, if we want to descend into a range of speeds lower than the critical speed V ', we then maintain the frequency of oscillations at a constant value which corresponds to the critical speed V' and which is of the order of 100 cycles per minute and the oscillation stroke h is adjusted according to a linear inverse function of the speed, which means that the oscillation stroke h increases in proportion to the lowering of the casting speed V c .
De préférence, la course d'oscillation h est liée à la vitesse de coulée Vc, dans la gamme basse, par une relation de la forme :
dans laquelle D, C et a sont des valeurs constantes dépendant de la nature du métal et des conditions de coulée.Preferably, the oscillation stroke h is linked to the casting speed V c , in the low range, by a relation of shape :
in which D, C and a are constant values depending on the nature of the metal and the casting conditions.
Dans le cas de coulée représenté sur la Figure 2a, on a vu que h est une fonction linéaire de Vc, a étant donc égal à 1.In the case of casting shown in Figure 2a, we have seen that h is a linear function of V c , a being therefore equal to 1.
Ainsi, en utilisant un même laitier de viscosité 3,5 poises, on a pu couler des produits de sections différentes et dans deux gammes de vitesse, respectivement des billettes de section 150 x 150 millimètres sur une gamme de vitesses allant de 1,2 à 1,8 m/min et des blooms de section 240 x 240 millimètres sur une gamme de vitesses allant de 0,4 à 0,8 m/min.Thus, by using the same slag of viscosity 3.5 poises, it was possible to pour products of different sections and in two speed ranges, respectively billets of section 150 x 150 millimeters over a range of speeds going from 1.2 to 1.8 m / min and blooms of 240 x 240 mm section on a speed range from 0.4 to 0.8 m / min.
On peut ainsi comparer les avantages apportés par l'invention par rapport à l'exemple classique représenté sur les Figures 1a et 1b.We can thus compare the advantages provided by the invention compared to the classic example shown in Figures 1a and 1b.
On a déjà indiqué qu'un avantage essentiel réside dans l'utilisation d'un même laitier de viscosité moyenne alors que, dans le cas précédent, on utilisait un laitier de viscosité faible pour les billettes et un laitier de viscosité forte pour les blooms. Cet avantage est particulièrement important lorsque l'on désire faire varier la section du produit coulé, en cours de coulée, un changement de laitier étant alors très difficile.It has already been indicated that an essential advantage lies in the use of the same slag of medium viscosity whereas, in the previous case, a slag of low viscosity was used for the billets and a slag of high viscosity for the blooms. This advantage is particularly important when it is desired to vary the section of the cast product, during casting, a change of slag then being very difficult.
Par ailleurs, on a indiqué sur la Figure 2b la courbe représentative des variations du temps de cicatrisation tN et l'on voit que celui-ci reste inférieur à la valeur optimale 0,1 sec sur toute la gamme de vitesses hautes et que, s'il atteint des valeurs supérieures pour les vitesses basses, ces valeurs restent cependant de l'ordre de 0,25 sec, ce qui est très acceptable et bien inférieur au temps de cicatrisation observé sur la Figure 1b.Furthermore, the curve representing the variations in the healing time t N has been indicated in FIG. 2b and it can be seen that it remains below the optimal value 0.1 sec over the whole range of high speeds and that, if it reaches higher values for low speeds, these values remain around 0.25 sec, which is very acceptable and much less than the healing time observed in Figure 1b.
Mais, sur la Figure 2b qui montre aussi les courbes représentatives de la consommation de Laitier Q, on voit, en outre, que, dans les deux cas, les courbes sont sensiblement horizontales et que la consommation Q se maintient sur toute la plage de vitesse à une valeur pratiquement constante et de l'ordre de la consommation optimale de 0,3 kg par m2. Cette possibilité de maintien de la consommation est également un avantage important de l'invention.But, on Figure 2b which also shows the representative curves of the consumption of Dairy Q, we see, in moreover, that, in both cases, the curves are substantially horizontal and that consumption Q is maintained over the entire speed range at a practically constant value and of the order of optimal consumption of 0.3 kg per m2. This possibility of maintaining consumption is also an important advantage of the invention.
On voit donc que, sans changer la nature du laitier, l'invention permet faire varier la vitesse sur une très large plage tout en maintenant le temps de strippage négatif et la consommation de laitier à des valeurs proches de leur valeur optimale, ce qui permet d'assurer une excellente qualité de surface.It can therefore be seen that, without changing the nature of the slag, the invention makes it possible to vary the speed over a very wide range while maintaining the negative stripping time and the consumption of slag at values close to their optimal value, which allows ensure excellent surface quality.
Pour réaliser, selon l'invention, le réglage de la course d'oscillation en fonction de la vitesse, il est avantageux de commander les oscillations de la lingotière au moyen d'un système d'entrainement hydraulique décrit, par exemple, dans le brevet français 86.03282 déposé le 7 Mars 1986 par la même Société ou bien dans le document EP-A-0325.931. Un tel système permet, en effet, de réaliser très facilement un changement de course en cours de coulée.To achieve, according to the invention, the adjustment of the oscillation stroke as a function of the speed, it is advantageous to control the oscillations of the ingot mold by means of a hydraulic drive system described, for example, in the patent French 86.03282 filed March 7, 1986 by the same Company or in document EP-A-0325.931. Such a system makes it possible, in fact, to very easily carry out a change of stroke during casting.
Par ailleurs, la courbe tN indiqué précédemment et représenté sur la Figure 2b correspond au cas classique d'oscillations sinusoïdales, mais un système de commande hydraulique des oscillations permet de modifier facilement la forme du diagramme de variation de la vitesse et de réaliser des oscillations rectangulaires ou triangulaires.Furthermore, the curve t N indicated above and shown in Figure 2b corresponds to the classic case of sinusoidal oscillations, but a hydraulic oscillation control system allows the shape of the speed variation diagram to be easily modified and oscillations to be carried out. rectangular or triangular.
Dans ce cas, le temps de cicatrisation peut être réglé, sur toute la plage de réglage de la vitesse, à une valeur constante t'N égale à la valeur optimale de 0,1/sec comme on l'a représenté sur la Figure 2b.In this case, the healing time can be set, over the entire speed setting range, to a constant value t ' N equal to the optimal value of 0.1 / sec as shown in Figure 2b .
On voit que cet avantage est particulièrement significatif dans le cas des vitesses basses puisqu'il permet d'abaisser encore le temps de cicatrisation jusqu'à la valeur optimale. Toutefois, l'utilisation d'oscillations triangulaires est également intéressante dans le cas des vitesses hautes. En effet, dans l'exemple représenté où l'on part, pour la vitesse critique V' = 1 m/min d'une fréquence d'oscillation de 100 cpm, qui correspond à une durée totale du cycle de 0,6 sec, le temps de remontée de la lingotière qui est égal à tP = tc - tN et qui est de 0,5 sec pour la vitesse critique de 1 m/min, peut être réduit graduellement en fonction de l'augmentation de la vitesse et de l'augmentation concomitante de la fréquence selon la loi F = 70 Vc + 30, puisque tN reste égal à la valeur optimale 0,1 sec.It can be seen that this advantage is particularly significant in the case of low speeds since it makes it possible to further reduce the healing time to the optimal value. However, the use of triangular oscillations is also interesting in the case of high speeds. Indeed, in the example shown where we start, for the critical speed V ′ = 1 m / min, of an oscillation frequency of 100 cpm, which corresponds to a total duration of the cycle of 0.6 sec, the ascent time of the ingot mold which is equal to t P = t c - t N and which is 0.5 sec for the critical speed of 1 m / min, can be gradually reduced according to the increase in speed and the concomitant increase in frequency according to the law F = 70 V c + 30, since t N remains equal to the optimal value 0.1 sec.
Ainsi, sur la gamme de vitesses hautes, le temps de remontée de la lingotière par rapport au produit peut descendre de 0,5 à 0,25 sec lorsque la vitesse de coulée passe de 1 à 2 m/min.Thus, over the high speed range, the time for the ingot mold to rise relative to the product can drop from 0.5 to 0.25 sec when the casting speed goes from 1 to 2 m / min.
On voit que l'on peut adapter parfaitement les paramètres d'oscillation aux besoins de qualité de surface et cette façon d'opérer diminue les vibrations et augmente la longévité du système d'oscillation.It can be seen that the oscillation parameters can be perfectly adapted to the needs of surface quality and this way of operating decreases the vibrations and increases the longevity of the oscillation system.
L'invention peut donc s'appliquer, d'une façon générale, à toute installation de coulée continue permettant un réglage de la course d'oscillation en cours de coulée et elle est particulièrement intéressante dans le cas d'oscillations triangulaires permettant de réaliser un temps de cicatrisation constant et optimale.The invention can therefore be applied, in general, to any continuous casting installation allowing adjustment of the oscillation stroke during casting and it is particularly advantageous in the case of triangular oscillations making it possible to produce a constant and optimal healing time.
Une telle installation de coulée sera équipée, de préférence, avec des capteurs permettant de mesurer les efforts appliqués sur la lingotière et dont le signal pourra être utilisé pour une optimisation instantanée des paramètres dans une boucle de contrôle fermée et auto-régulante.Such a casting installation will preferably be equipped with sensors making it possible to measure the forces applied to the ingot mold and the signal of which can be used for instant optimization of the parameters in a closed and self-regulating control loop.
Bien entendu, l'invention n'est pas seulement limitée au seul exemple de réalisation qui vient d'être décrit en détail et, selon la nature de l'acier et les conditions de coulée, il serait possible de couvrir d'autres plages de vitesse de coulée, en utilisant un laitier de viscosité différente.Of course, the invention is not only limited to the single embodiment which has just been described in detail and, depending on the nature of the steel and the casting conditions, it would be possible to cover other ranges of casting speed, using a slag of different viscosity.
Par ailleurs, on a prévu la coulée de billettes pour la gamme de vitesses hautes et de blooms pour la gamme de vitesses basses, mais les principes de l'invention sont applicables à toutes sections de produit, par exemple à la coulée de brames dont on peut faire varier la section en cours de coulée.In addition, provision has been made for the casting of billets for the range of high speeds and blooms for the range of low speeds, but the principles of the invention are applicable to all product sections, for example to the casting of slabs whose section can be varied during casting.
Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.The reference signs, inserted after the technical characteristics mentioned in the claims, have the sole purpose of facilitating the understanding of the latter and in no way limit their scope.
Claims (14)
caractérisé par le fait que l'on détermine tout d'abord la nature du produit de lubrification et son débit de consommation optimal en fonction de la nature du métal et des conditions de coulée normales et que, sans modifier la nature du produit de lubrification, on règle la vitesse de coulée (Vc) sur une large plage pour s'adapter à des conditions de coulée déterminées, en agissant de façon conjuguée sur la course et sur la fréquence des oscillations en fonction de la vitesse de coulée choisie, de telle façon que, pour chaque vitesse de coulée (Vc), le débit (Q) de consommation du produit de lubrification et le temps de cicatrisation (tN) ne s'écartent pas sensiblement, chacun d'une valeur optimale valable sur toute la plage de réglage de la vitesse.Process for the continuous casting of a molten metal in an ingot mold consisting of a bottomless mold with cooled walls and a substantially vertical axis, driven by oscillating movements over a stroke (h), parallel to the axis and to a frequency (f), for producing a product leaving the mold at a casting speed (V c ), the metal being surmounted, in the ingot mold, by a fusible product in contact with it for the formation of a liquid slag capable of lubricating the cooled walls, the oscillations of the ingot mold being adjusted so that, during each oscillation cycle of duration (t c ), the speed of the ingot mold down is greater than the casting speed (V c ) during a healing time (t N ), said casting speed (V c ) being able to be modified to adapt to the casting conditions,
characterized by the fact that the nature of the lubrication product and its optimum consumption rate are determined first of all as a function of the nature of the metal and of the normal casting conditions and that, without modifying the nature of the lubrication product, the casting speed (V c ) is adjusted over a wide range to adapt to determined casting conditions, acting jointly on the stroke and on the frequency of the oscillations as a function of the chosen casting speed, such so that, for each casting speed (V c ), the flow rate (Q) of consumption of the lubrication product and the healing time (t N ) do not differ significantly, each of an optimal value valid over the entire speed setting range.
Applications Claiming Priority (2)
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