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Procédé de coulée de l'acier effervescent.
La présente invention est relative à un procé- dé de coulée de l'acier effervescent,
Dans les procédés courants de coulée de l'acier, et spécialement de,l'acier effervescent, il est bien connu d'a- jister les teneurs de l'acier en carbone, oxygène et manganèse, de façon à permettre à un dégagement gazeux principalement d'oxy- de de carbone et d'anhydride carbonique, de se faire pendant un certain temps.
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En particulier si l'on veut obtenir à coup sûr les meilleures propriétés possibles pour un lingot, ainsi que la mise au mille la plus basse, les teneurs de l'acier en manganèse et en carbone doivent être comprises entre certaines limites, A ce sujet il a été découvert que ces limites étaient tellement étroites qu'il est très difficile de les respecter de façon certaine, même par les additions décarburantes et désoxydantes en poche telles qu'on les fait généralement. Il a été constaté qu'en dépit des précautions prises, le dégage- ment gazeux variait entre des limites trop larges.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'évier les inconvénients cités dans la coulée de l'acier effervescent, qu'il s'agisse de coulée continue ou de coulée classique en lingotière.
Ce procédé est basé sur le fait qu'il est pos- sible de modifier le comportement d'un lingot en cours de so- lidification, en modifiant la pression au dessus de la partie encore liquide de ce lingot. Il est ainsi possible de compen- ser dans une certaine mesure, l'influence sur le comportement du lingot en voie de solidification, des écarts de la compo- sition réelle de ce lingot par rapport à la composition con- sidérée comme idéale pour obtenir lors de la soliàification, le comportement désiré.
En pratique en suivant le procédé de la demande, on procède à une analyse de l'acier immédiatement avant la coulée et l'on détermine aussi exactement que possible sa teneur en manganèse et en carbone. On reporte sur un gra-
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phique "Mn-C" le point représentatif de la composition de l'acier-. Sur ce graphique on a également représenté la zone (obtenue expérimentalement) qui pour le lingot du formaL consi- déré, correspond à un comportement correct du lingot à la soli- dification. Si le point représentatif du lingot coulé tombe dans la dite zone, on n'a pas de correction à faire et la soli- dification se passe normalement. Si au contraire le point re- présentatif n'y tombe pas, on modifie la pression existant sur la partie liquide du lingot.
L'expérience a monté qu'une aug- mentation de la pression sur le lingot, avait au point de vue comportement à la solidification et pour une teneur en carbone donnée, le même effet qu'une augmentation de sa teneur en man- ganèse et inversement, qu'une diminution de la pression avait la même influence qu'une diminution de la teneur en maganèse.
Le procédé objet de la présente invention, est donc essentiellement caractérisé en ce qu'après avoir effectué un dosage en carbone et manganèse de l'acier à couler en lin- gotière, on situe le point représentatif du lingot à couler sur un diagramme dont les coordonnées représentent à une échel- le conventionnelle les teneurs usuelles d'un acier en Mn et en C, en ce que l'on observe la position relative de ce point par rapport à une zone délimitée sur le diagramme et représentati- ve des lingots de même format que celui à couler et dont le comportement est considéré comme satisfaisant, et en ce que, si le dit point ne tombe pas dans la dite zone, on modifie la pression sur la surface liquide du lingot en cours de
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solidification, ce qui permet de modifier le comportement du lingot à la solidification,
toute augmentation de pression ayant à cet égard le même effet qu'une augmentation de la te- neur du lingot en manganèse et toute diminution de pression ayant le même effet qu'une diminution de la teneur en manga- nèse du lingot pour une teneur en carbone donnée.
Dans les cas où il est intéressant de maintenir la tête du lingot en contact avec un gaz oxydant, on peut cons- tituer l'atmosphère en contact avec la dite tôle, en oxygène ou tout autre gaz oxydant.
Il n'est pas exclu selon l'invention, de cons- tituer la dite atmosphère en un gaz neutre (azote - argon - etc...) si le besoin s'en faisait sentir.
L'exemple ci-après donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre le procédé de l'invention.
La figure 1 représente un diagramme portant en ordonnée les teneurs usuelles en manganèse d'un acier doux en %, dont les teneurs en carbone sont indiquées abscisses en %.
Sur cette figure on a dessiné une zone hachurée comprise entre les courbes 10 et 11 ; cette zone représentant l'ensemble des teneurs en manganèse et carbone auxquelles correspondent les lingots ayant un comportement considéré comme satisfaisant à la solidification dans une lingotière donnée.
Les compositions situées au dessus de la zone hachurée (courbes 9-8-7...) correspondent à des lingots trop
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peu effervescents ; ils donnent lieu à un rendement moindre et à des ennuis au laminage.
Les lingots dont les compositions sont situées au dessous de cette zone (courbes 12-13-14 ...) ont une ségrégation trop poussée et par conséquent un rendement moindre.
La figure 2 représente un graphique dont les ordon- nées correspondent aux zones représentées sur la figure 1 et les abscisses donnent la pression sur la tête du lingot en kg/cm2.
La courbe dessinée sur ce graphique représente pour le lingot du format envisagé, l'influence de la pression sur le comporte- ment du lingot. C'est ainsi par exemple que l'analyse du man- ganése et du carbone d'un lingot du format considéré fournit des teneurs auxquelles correspond un point situé dans la zone @ 14 (voir graphique n 1), on suit sur le graphique n 2 l'hori- zontale passant par le niveau 14 jusqu'à sa rencontre avec la courbe. Au point de rencontre correspond une abscisse de 0,8 kg/ cm2 environ. Pour que le comportement du lingot soit comparable à ceux de la zone 10/11, il faudrait une pression de 1,72 kg/ , cm2 environ (abscisse de l'intersection de la courbe avec l'ho- rizontale 11), ce qui correspond à une augmentation de pression de 1,72 - 0,8 = 0,92 kg/cm2 ou environ 1 kg/cm2.
L'opérateur augmentera donc la pression de 1 kg/cm2 par rapport à la pres- sion atmosphérique.
Le procédé ci-dessus décrit s'est avéré particu- lièrement intéressant dans le cas de la coulée continue des aciers effervescents.
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On sait que le problème de la coulée continue des aciers effervescents est particulièrement difficile à résoudre et n'a pas à ce jour, donné des résultats entièrement satisfaisants. En pratique, on ajoute des désoxydants à l'acier, par exemple sous forme d'aluminium en lingotière ou de ferro- silicium en poche. Ces additions empêchent le débordement de l'acier dans la lingotière et conduisent à un lingot dont le lard (c'est-à-dire la zone superficielle exempte de soufflures) est considéré comme suffisamment épais. En fait, cette manière de procéder revient à couler des aciers semi-calmés ou bloqués chimiquement qui conviennent pas pour subir des emboutissa- ges profonds.
Le procédé de l'invention permet de tourner faci- lement la difficulté de la façon suivante.
On peut effectuer la coulée de l'acier effervescent sous une pression supérieure à la normale, ce qui a pour effet de freiner et réduire le dégagement gazeux.
On peut également appliquer le vide sur la lingo- tière ce qui a pour effet d'accentuer le dégagement gazeux du métal dans la lingotière, ce dernier ayant été toutefois préa- lablement dégazé par un traitement sous vide.
Dans le cas où l'on ne peut faire l'analyse de coulée, il ne sort pas du cadre de la présente invention d'es- timer à la vue les corrections à effectuer.