FR2525133A1 - Continuous casting using super-pressure between withdrawal steps - and reciprocation of molten metal between auxiliary vessel and mould - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la fonderie et a notamment pour objet un procédé de coulée continue de métaux et une installation pour sa mise en oeuvre. The present invention relates to foundry and in particular relates to a continuous metal casting process and an installation for its implementation.
L'invention peut être appliquée, dans l'industrie métallurgique, à la coulée de divers métaux ferreux et non ferreux, en particulier à la coulée de demi-produits en métaux et alliages légers à base d'aluminium et de magnésium, quand le demi-produit coulé en continu est extrait de la lingotière horizontalement ou avec une certaine inclinaison par rapport au plan horizontal. The invention can be applied, in the metallurgical industry, to the casting of various ferrous and non-ferrous metals, in particular to the casting of semi-finished products in metals and light alloys based on aluminum and magnesium, when the half - continuously cast product is extracted from the mold horizontally or with a certain inclination with respect to the horizontal plane.
On connait des procédés de coulée continue horizontale de métaux (cf., par exemple, l'ouvrage de E. Germane "La coulée continue", Moscou, Métallurgizdat, 1961, p. 168, figure 488, p. 170, figure 495, p. 200, figure 582), qui prévoient la formation d'un demi-produit dans une lingotière et dans une zone de refroidissement secondaire, avec extraction continue ou périodique dudit demiproduit, suivie de son tronçonnage en longueurs prédéterminées. Processes of horizontal continuous casting of metals are known (cf., for example, the work of E. Germane "Continuous casting", Moscow, Métallurgizdat, 1961, p. 168, figure 488, p. 170, figure 495, p. 200, FIG. 582), which provide for the formation of a semi-product in an ingot mold and in a secondary cooling zone, with continuous or periodic extraction of said semi-product, followed by its cutting-off in predetermined lengths.
L'installation pour la réalisation de ces procédés connus de coulée continue horizontale de métaux comprend un récipient pour le métal à couler, des lingotières refroidies, des systèmes d'alimentation de la lingotière en métal, des dispositifs de zone de refroidissement secondaire, des dispositifs pour l'extraction du demiproduit de la lingotière. The installation for carrying out these known methods for horizontal continuous casting of metals comprises a container for the metal to be cast, cooled ingot molds, systems for feeding the ingot mold with metal, secondary cooling zone devices, devices for the extraction of the semi-product from the mold.
Les procédés connus en question n'ont pas reçu d'extension, vu qu'ils ne garantissent pas l'élaboration de demi-produits de qualité. The known processes in question have not been extended, since they do not guarantee the production of quality semi-finished products.
On connait un procédé et un dispositif pour la coulée continue horizontale de métaux (cf., par exemple, l'ouvrage de V. Shvartsmayer "La coulée continue",
Gosnauchtekhizdat literatury po chernoi i tsvetnoi metallurgii, Moscou, 1962, p. 2-'S), dans lesquels le métal liquide est admis dans une lingotière horizontale à l'aide d'une conduite de métal close, démontable. Le métal liquide remplit la conduite jusqu'à un niveau un peu plus élevé que la lingotière, puis le métal coule dans la lingotière presque sans pression et s'y solidifie, c'est-à-dire que la coulée peut être interrompue à tout instant d'une manièrene présentant aucune danger.We know a process and a device for the horizontal continuous casting of metals (cf., for example, the work of V. Shvartsmayer "Continuous casting",
Gosnauchtekhizdat literatury po chernoi i tsvetnoi metallurgii, Moscow, 1962, p. 2-'S), in which the liquid metal is admitted into a horizontal ingot mold using a closed, removable metal pipe. Liquid metal fills the pipe to a slightly higher level than the ingot mold, then the metal flows into the ingot mold almost without pressure and solidifies there, i.e. the casting can be stopped at any time instant in a safe manner.
Toutefois, ce procédé, étant réalisé avec extraction continue du demi-produit de la lingotière, assure par la qualité voulu du demi-produit coulé. However, this process, being carried out with continuous extraction of the semi-finished product from the mold, ensures by the desired quality of the cast semi-finished product.
On connait aussi un autre procédé de coulée continue horizontale de métaux et un dispositif pour le réaliser (cf., par exemple, l'ouvrage de O.A. Shatagin, V.G. We also know of another horizontal continuous metal casting process and a device for carrying it out (cf., for example, the work by O.A. Shatagin, V.G.
Sladkoshteev et autres,"La coulée continue horizontale des métaux et alliages non ferreux", Moscou, Metallurgia, 1974, pp. 42 à 44, figures 14 à 16).Sladkoshteev et al., "Continuous horizontal casting of non-ferrous metals and alloys", Moscow, Metallurgia, 1974, pp. 42 to 44, Figures 14 to 16).
Ce procédé prévoit l'admission du métal d'un mélangeur dans une lingotière via un récipient de métal étanche. This process involves admitting the metal from a mixer into an ingot mold via a sealed metal container.
Le métal entre dans la lingotière sous une pression déterminée par la hauteur du niveau du ménisque au-dessus de l'orifice d'entrée dans la lingotière. Le demi-produit se formant dans la lingotière en est extrait périodiquement ; il traverse la zone de refroidissement secondaire, puis est tronçonné en longueurs prédéterminées.The metal enters the mold under a pressure determined by the height of the level of the meniscus above the orifice of entry into the mold. The semi-finished product formed in the mold is periodically extracted therefrom; it crosses the secondary cooling zone, then is cut into predetermined lengths.
Le procédé ne permet pas d'agir sur les conditions initiales Xe formation du demi-produit, d'améliorer la structure du demi-produit coulé dans sa section. The process does not make it possible to act on the initial conditions Xe formation of the semi-finished product, to improve the structure of the semi-finished product cast in its section.
L'installation n'assure pas non plus des conditions permettant d'améliorer la formation de la structure du demi-produit. The installation also does not provide conditions for improving the formation of the structure of the semi-finished product.
On connait un procédé de coulée continue de métaux (cf., par exemple, le certificat d'auteur URSS NO 265385, cl. B22D 11/00, 1966), prévoyant la création d'une pression accrue dans la phase liquide du demi-produit en cours de coulée pendant les pauses entre les extractions du demi-produit de la lingotière, et, avant l'extraction du demi-produit, un abaissement de ladite pression, un refroidissement du demi-produit dans une zone de refroidissement secondaire, puis un tronçonnage du demi-produit en longueurs prédéterminées. A continuous metal casting process is known (cf., for example, the USSR author's certificate NO 265385, cl. B22D 11/00, 1966), providing for the creation of an increased pressure in the liquid phase of the half product being cast during the breaks between the extractions of the semi-finished product from the mold, and, before the extraction of the semi-finished product, a lowering of said pressure, a cooling of the semi-finished product in a secondary cooling zone, then cutting the semi-finished product into predetermined lengths.
L'installation pour la réalisation de ce procédé de coulée continue de métaux comprend un système d'alimentation de la lingotière en métal liquide, constitué par une capacité réceptrice de métal (poche) et un ad-ptateur avec des canaux communicants, une lingotière, un dispositif de zone de refroidissement secondaire, un dispositif pour l'extraction périodique du demi-produit de la lingotière et un dispositif pour son tronçonnage en longueurs prédéterminées. The installation for carrying out this continuous metal casting process includes a liquid metal supply system for the ingot mold, consisting of a metal receiving capacity (pocket) and an ad-ptator with communicating channels, an ingot mold, a secondary cooling zone device, a device for the periodic extraction of the semi-finished product from the mold and a device for cutting it up into predetermined lengths.
Ce procédé connu n'assure pas une haute qualité des demi-produits obtenus, ne permet pas d'agir sur les conditions de formation du demi-produit dans la lingotière, par exemple en mettant en oeuvre une pression pulsatoire appliquée par le métal liquide sur le demi-produit en cours de solidification, et ne prévoit pas l'injection d'un produit solide broyé dans le métal liquide à couler. This known process does not ensure a high quality of the semi-finished products, does not make it possible to act on the conditions for forming the semi-finished product in the mold, for example by implementing a pulsating pressure applied by the liquid metal to the semi-finished product being solidified, and does not provide for the injection of a ground solid product into the liquid metal to be poured.
L'installation réalisant ce procédé ne peut assurer les conditions de formation du demi-produit qui sont obtenues par le procédé faisant l'objet de la présente invention. The installation carrying out this process cannot ensure the conditions for forming the semi-finished product which are obtained by the process which is the subject of the present invention.
Le but de l'invention est de supprimer les inconvé niènts énumérés plus haut. The object of the invention is to eliminate the neat drawbacks listed above.
On s'est proposé pour cela de créer un procédé de coulée continue de métaux et une installation pour le réaliser, qui permettraient d'élever la qualité du demiproduit coulé, en mettant en oeuvre une pression pulsatoire dans le métal liquide du demi-produit en cours de coulée, ce métal liquide étant animé d'un mouvement de va-et-vient entre le conduit d'admission du métal et un récipient supplémentaire, ainsi que d'augmenter la vitesse de coulée des métaux en admettant dans la lingotière un produit solide broyé. For this purpose, it has been proposed to create a process for the continuous casting of metals and an installation for carrying it out, which would make it possible to raise the quality of the cast semi-product, by implementing a pulsating pressure in the liquid metal of the semi-finished product. casting, this liquid metal being moved back and forth between the metal inlet duct and an additional container, as well as increasing the rate of casting of metals by admitting a product into the mold crushed solid.
Ce problème est résolu grace à un procédé de coulée continue de métaux, comprenant l'admission du métal liquide dans une lingotière à partir d'un système d'alimentation en métal liquide, via un conduit d'admission du métal, l'extraction périodique, hors de la lingotière, d'un demi-produit de longueur prédéterminée, avec admission simultanée de métal liquide dans ladite lingotière, la création d'une surpression du métal liquide sur la peau en cours de formation du demi produit durant les pauses entre les extractions du demi-produit i llEngotière, cractérisé, d'après l'invention, en ce qu'après l'achèvement de l'extraction du demi-produit de la lingotière, le métal liquide est amené du système d'alimentation en métal liquide dans un récipient supplémentaire, de préférence rempli au préalable de gaz inerte, et une pression prédéterminée est créée dans le métal liquide se trouvant dans ledit récipient supplémentaire et dans le demi-produit en cours de formation, après quoi le métal liquide est animé d'un uvement de va-et-vient entre le récipient supplémentaire et le conduit d'admission de métal du système d'alimentatlon en métal liquide, puis, lors de l'extraction suivante du demi-produit de la lingotière, le métal liquide est admis dans la lingotière à partir du récipient supplémentaire et du système d'alimentation en métal liquide. This problem is solved by a process of continuous casting of metals, comprising the admission of liquid metal into a mold from a liquid metal supply system, via a metal admission duct, the periodic extraction , outside the mold, of a semi-finished product of predetermined length, with simultaneous admission of liquid metal into said mold, the creation of an overpressure of the liquid metal on the skin during the formation of the semi-finished product during the breaks between the extractions of the semi-finished product i Engotière, cractérisé, according to the invention, in that after the completion of the extraction of the semi-finished product from the mold, the liquid metal is fed from the liquid metal supply system in an additional container, preferably filled beforehand with inert gas, and a predetermined pressure is created in the liquid metal present in said additional container and in the semi-finished product being formed, after which the liquid metal of is animated by a back-and-forth uvement between the additional container and the metal inlet duct of the liquid metal feed system, then, during the next extraction of the semi-finished product from the mold, liquid metal is admitted into the mold from the additional container and the liquid metal supply system.
En outre, il avantageux, avant d'admettre le métal liquide dans la lingotière à partir du récipient supplémentaire, d'injecter dans le métal liquide un produit solide broyé, à raison de 0,001 96 à 50 96 par rapport au volume de métal admis à partir du récipient supplémentaire, puis, pendant l'extraction du demiproduit de la lingotière, d'admettre dans la lingotière une suspendion de produit solide broyé et de métal liquide. In addition, it is advantageous, before admitting the liquid metal into the ingot mold from the additional container, to inject into the liquid metal a ground solid product, at the rate of 0.001 96 to 50 96 relative to the volume of metal admitted to from the additional container, then, during the extraction of the semi-product from the mold, admitting a suspension of ground solid product and liquid metal into the mold.
En outre, le problème exposé plus haut est résolu grace à une installation pour mettre en oeuvre le procédé proposé de coulée continue de métaux, comprenant un système d'alimentation en métal liquide avec un conduit d'admission du métal, un adaptateur avec des canaux communicants, à l'un desquels est raccordé le conduit d'admission de métal, une lingotière refroidie reliée à l'autre canal dudit adaptateur, un dispositif de zone de refroidissement secondaire avec un mécanisme d'extraction du demi-produit de la lingotière, caractérisée, d'après l'invention, en ce que l'adaptateur est monté au-dessus du conduit d'admission de métal et comporte un canal supplémentaire mis en communication avec ses autres canaux, un récipient supplémentaire étant monté sur l'ad tâteur, du c 6té de soa? canal supplémentaire, etun circuit d'alimen- tatioe en grz ént relié à la partie sipaieure de récient supplémentaire. In addition, the problem set out above is solved by means of an installation for implementing the proposed process for continuous casting of metals, comprising a liquid metal supply system with a metal intake duct, an adapter with channels. communicating, to one of which is connected the metal inlet duct, a cooled ingot mold connected to the other channel of said adapter, a secondary cooling zone device with a mechanism for extracting the semi-finished product from the ingot mold, characterized, according to the invention, in that the adapter is mounted above the metal intake duct and has an additional channel placed in communication with its other channels, an additional container being mounted on the feeler , of the side of soa? additional channel, and a feed circuit in grz ent connected to the sipaieure part of additional container.
Il est souhaitable d'équiper le récipient supplémentaire d'un système d'injection de produit solide broyé. It is desirable to equip the additional container with an injection system of crushed solid product.
On peut équiper le récipient supplémentaire d'un réchauffeur. The additional container can be fitted with a heater.
Il est avantageux d'équiper le récipient supplémentaire d'un agitateur à induction pour brasser le métal liquide et le produit solide broyé, en montant cet agitateur sur sa surface latérale extérieure. It is advantageous to equip the additional container with an induction stirrer for stirring the liquid metal and the crushed solid product, by mounting this stirrer on its external lateral surface.
Le procédé de coulée continue de métaux conforme à l'invention et l'installation pour sa mise en oeuvre permettent d'améliorer la qualité du demi-produit coulé, d'augmenter la vitesse de coulée et d'élever la fiabilité de l'installation. The continuous metal casting process according to the invention and the installation for its implementation make it possible to improve the quality of the cast semi-finished product, to increase the speed of casting and to increase the reliability of the installation. .
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références au dessin unique représentant une vue d'ensemble de la partie de tête d'une installation de coulée continue horizontale de métaux conforme à l'invention. The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given only by way of nonlimiting examples, with references to the drawing. single representing an overall view of the head portion of a horizontal continuous metal casting installation according to the invention.
Le procédé de coulée continue de métaux faisant l'objet de l'invention consiste en ce qui suit. The process for continuous casting of metals which is the subject of the invention consists of the following.
La coulée continue s'effectue avec mise en oeuvre d'un mouvement de va-et-vient permanent ou interrompu entre le conduit d'admission de métal et le récipient supplémentaire rempli au préalable de gaz inerte et dans lequel le métal liquide est admis après chaque extraction d'un demi-produit de la lingotière, l'appoint de métal dans la lingotière se faisant à partir du récipient supplémeritai pendant 1 'extraction. Continuous casting is carried out with a permanent or interrupted reciprocating movement between the metal intake duct and the additional container previously filled with inert gas and into which the liquid metal is admitted after each extraction of a semi-finished product from the mold, the metal being added to the mold from the additional container during the extraction.
Pour améliorer la structure du demi produit coulé en augmentant le nombre de centres de cristallisation et pour accélérer la solidification à coeur du dsmi-produit, avant d'admettre le métal dans la lingotière à partir du récipient supplémentaire on injecte dans le métal se trouvant dans ce récipient supplémentaire une matière pulvérulente, par exemple us poudre d'alliage d'aluminium ou de fer, à raison de 10 % de la quantité de métal liquide se trouvant dans le récipient supplémentaire, puis, pendant la période d'extraction du demi-produit, on admet dans la lingotière une suspension de ladite poudre et dudit métal liquide. To improve the structure of the cast semi-finished product by increasing the number of crystallization centers and to accelerate the solidification at the heart of the dsmi-product, before admitting the metal into the ingot mold from the additional container, the metal found in this additional container a pulverulent material, for example an aluminum alloy or iron powder, in an amount of 10% of the quantity of liquid metal being in the additional container, then, during the extraction period of the half product, a suspension of said powder and of said liquid metal is admitted into the mold.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est confirmé par les exemple concrets mais non limitatifs décrits ci-après. The process which is the subject of the invention is confirmed by the concrete but nonlimiting examples described below.
En cas de coulée de demi-produits, par exemple, en alliage d'aluminium :
Exemple 1.
Paramètres du procédé
diamètre du demi-produit .................... 100 mm
pas d'extraction ............................ 500 mm durée d'une extraction * e 3 s
durée de la pause ........................... 27 s
pression pulsatoire relative dans le métal liquide ...................jusqu'à # 2.105 Pa
On peut alors avoir
nombre de pulsations ........................ 10 à 15 vitesse de coulée ........................... 1m/min. In the case of a semi-finished product, for example, made of aluminum alloy:
Example 1.
Process parameters
diameter of the semi-finished product .................... 100 mm
no extraction ............................ 500 mm duration of extraction * e 3 s
duration of the break ........................... 27 s
relative pulsating pressure in the liquid metal ................... up to # 2.105 Pa
We can then have
number of pulses ........................ 10 to 15 casting speed ................. .......... 1m / min.
Exemple 2.
Paramètres du procédé :
diamètre du demi-produit .................... 200 mm pas d'extraction ............................ 1000 mm
durée d'une extraction ...................... 5 s
durée de la pause ................... 25 s
pression pulsatoire relative dans
le métal .........................jusqu'à # 2,5.105Pa
On peut avoir, dans ce cas
nombre de pulsations ................... 10 à 15
vitesse de coulée ...................... 2,0 m/min.Example 2.
Process parameters:
diameter of the semi-finished product .................... 200 mm no extraction ................... ......... 1000 mm
duration of an extraction ...................... 5 s
duration of the break ................... 25 s
relative pulse pressure in
metal ......................... up to # 2,5.105Pa
We can have, in this case
number of pulses ................... 10 to 15
casting speed ...................... 2.0 m / min.
En cas de coulée de demi-produits avec ce même alliage d'aluminium, mais avec addition d'un produit solide broyé
quel que soit le métal à couler, le pourcentage de produit solide broyé additionné dépend des facteurs suivants :
1) pas de surchauffe du métal à couler
2) surchauffe possible du métal à couler
3) addition de produit en poudre ou de granules.If semi-finished products are cast with this same aluminum alloy, but with the addition of a crushed solid product
whatever the metal to be cast, the percentage of ground solid product added depends on the following factors:
1) no overheating of the metal to be poured
2) possible overheating of the metal to be poured
3) addition of powdered product or granules.
En l'absence de surchauffe, on ajoute 0,001 à 10 96 de produit en poudre, ou 10 à 25 % de granules. In the absence of overheating, 0.001 to 10% of powdered product, or 10 to 25% of granules, is added.
S'il y a surchauffe, on additionne au métal liquide 15 à 20 % de produit en poudre ou 20 à 50 % de granules. If there is overheating, 15 to 20% of powdered product or 20 to 50% of granules are added to the liquid metal.
Exemple 3.
Paramètres du procédé :
diamètre du produit ...................... 100 mm
pas d'extraction ......................... 500 mm
durée d'une extraction .................. 3 s
pression pulsatoire relative dans
le métal liquide jusqutà vs 2.105Pa
S'il n'y a pas de surchauffe du métal à couler et qu'on ajoute jusqu'à 10 % de poudre ou de granules, on peut avoir
durée de la pause ........................ 17 s
vitesse de coulée .................. 1,5 m/min.Example 3.
Process parameters:
product diameter ...................... 100 mm
no extraction ......................... 500 mm
duration of an extraction .................. 3 s
relative pulse pressure in
liquid metal up to 2.105 Pa
If there is no overheating of the metal to be poured and up to 10% powder or granules are added, it can be
duration of the break ........................ 17 s
casting speed .................. 1.5 m / min.
nombre de pulsations ..................... 7. number of pulses ..................... 7.
La réalisation du procédé est examinée plus en détail dans la description de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention. The implementation of the process is examined in more detail in the description of the installation for implementing the process which is the subject of the invention.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé de coulée continue de métaux comprend un système d'alimentation en métal liquide qui, selon le métal à couler, peut être réalisé suivant différentes variantes. The installation for implementing the continuous metal casting process comprises a liquid metal supply system which, depending on the metal to be cast, can be produced according to different variants.
L'une de ces variantes prévoit l'utilisation de pompes à induction, à l'aide desquelles le métal liquide est refoulé dans le conduit d'admission de métal. La variante avec utilisation de pompes à induction n'est pas représentée sur le dessin. One of these variants provides for the use of induction pumps, with the help of which the liquid metal is discharged into the metal intake duct. The variant with the use of induction pumps is not shown in the drawing.
Une seconde variante prévoit l'emploi d'un récipient étanche pour le métal, dans lequel est placé un conduit d'admission du métal. Le dessin représente cette seconde variante, aussi la description du procédé et de l'installation qui est donnée ci-dessous se rapporte à cette variante. A second variant provides for the use of a sealed container for the metal, in which is placed a metal intake duct. The drawing represents this second variant, so the description of the process and the installation which is given below relates to this variant.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé de coulée continue de métaux comprend un récipient étanche 1 pour le métal liquide 2 à couler, ce récipient étant de préférence réchauffé et faisant partie du système d'alimentation en métal liquide de l'installation. The installation for implementing the continuous metal casting process comprises a sealed container 1 for the liquid metal 2 to be poured, this container being preferably heated and forming part of the liquid metal supply system of the installation.
Sur le couvercle 3 du récipient I est placé un adaptateur réfractaire 5 enfermé dans une enveloppe métallique 4 et comportant un canal vertical 6 et un canal horizontal 7 communiquant entre eux. Dans le récipient 1 est placé un conduit de métal 8 dont un bout est immergé dans le métal liquide 2, tandis que l'autre est serré contre le couvercle 3 par l'adaptateur réfractaire 5 à l'aide d'une bride 9 et d'une couche de mastic réfractaire. Dans le couvercle 3 est prévu un orifice à fermeture étanche (non représenté sur le dessin) pour la coulée du métal liquide 2 dans le récipient 1, et un orifice 10 pour l'admission du gaz comprimé dans cc récipient. Une lingotière 14 est reliée au canal horizontal 7 coaxial à celle-ci, par l'intermédiaire d'une busette ou douille réfractaire Il et d'un joint 12, à l'aide d'un anneau de serrage 13. En aval de la lingotière 14 se trouve un mécanisme 15 pour l'extraction pas à pas du demi-produit 16 de la lingotière 14.On the cover 3 of the container I is placed a refractory adapter 5 enclosed in a metal casing 4 and comprising a vertical channel 6 and a horizontal channel 7 communicating with one another. In the container 1 is placed a metal conduit 8, one end of which is immersed in the liquid metal 2, while the other is clamped against the cover 3 by the refractory adapter 5 using a flange 9 and d '' a layer of refractory putty. In the cover 3 is provided a tightly closed orifice (not shown in the drawing) for pouring the liquid metal 2 into the container 1, and an orifice 10 for the admission of the compressed gas into this container. An ingot mold 14 is connected to the horizontal channel 7 coaxial with the latter, by means of a refractory nozzle or socket II and a seal 12, using a clamping ring 13. Downstream of the ingot mold 14 is a mechanism 15 for the step-by-step extraction of the semi-finished product 16 from the ingot mold 14.
Dans l'adaptateur réfractaire 5, coaxialement au canal 6, est réalisé un canal vertical supplémentaire 17 mis en communication avec le canal horizontal 7 et avec un récipient supplémentaire 18 monté sur l'enveloppe métallique 4 de l'adaptateur réfractaire 5, coaxialement aux canaux verticaux 17 et 6. Le récipient supplémentaire 18 comporte intérieurement un garnissage 19 en réfractaire. In the refractory adapter 5, coaxial with the channel 6, an additional vertical channel 17 is made, placed in communication with the horizontal channel 7 and with an additional container 18 mounted on the metal casing 4 of the refractory adapter 5, coaxial with the channels. vertical 17 and 6. The additional container 18 has internally a lining 19 in refractory.
A sa partie supérieure, le récipient supplémentaire 18 comporte une soupape de commutation 20 par l'intermédiaire de laquelle il est raccordé à un circuit de gaz 21 et au réservoir 22 de matériau pulvérulent du système d'alimentation en matériau solide broyé. At its upper part, the additional container 18 comprises a switching valve 20 by means of which it is connected to a gas circuit 21 and to the reservoir 22 of pulverulent material of the supply system of crushed solid material.
Le récipient supplémentaire 18 est équipé d'un agitateur 23 à induction pour le métal liquide et la poudre. The additional container 18 is equipped with an induction stirrer 23 for the liquid metal and the powder.
Au besoin, le récipient supplémentaire 18 peut être équipé d'un réchauffeur électrique 24.If necessary, the additional container 18 can be equipped with an electric heater 24.
Pour commencer la coulée, on utilise une amorce. To start casting, we use a primer.
La coulée du métal suivant le procédé faisant l'objet de l'invention s'effectue de la façon suivante. The casting of the metal according to the process which is the subject of the invention is carried out as follows.
1. On admet dans le récipient 1, à travers l'orifice à fermeture étanche du couvercle 3, le métal liquide 2 jusqu'à un niveau prédéterminé, puis on ferme hermétiquement le récipient 1. 1. The liquid metal 2 is admitted into the container 1, through the sealed opening of the cover 3, to a predetermined level, then the container 1 is hermetically closed.
2. Quelques minutes avant le commencement de la coulée du métal liquide 2, on branche, si cela est rendu nécessaire par la technologie adoptée, le réchauffage électrique du récipient supplémentaire 18 à l'aide du réchauffeur électrique 24. 2. A few minutes before the start of the pouring of the liquid metal 2, one connects, if this is made necessary by the technology adopted, the electric heating of the additional container 18 using the electric heater 24.
3. A l'aide du mécanisme 15 d'extraction pas à pas du demi-produit de la lingotière, on introduit dans la lingotière 14 l'amorce (non représentée sur le dessin) et on la serre contre la busette réfractaire 11. 3. Using the mechanism 15 for step-by-step extraction of the semi-finished product from the ingot mold, the primer (not shown in the drawing) is introduced into the ingot mold 14 and it is tightened against the refractory nozzle 11.
4. On admet dans le récipient 1 un gaz (de préférence inerte) à travers l'orifice 10 du couvercle 3 à partir du circuit de gaz 21, et on y crée une surpression initiale P suffisante pour que le métal liquide chassé à travers le conduit 8, le canal vertical 6 et le canal supplémentaire 17 remplisse, d'une part, le canal horizontal 7 jusqu'à contact de ce métal 2 avec l'amorce, et d'autre part, le récipient supplémentaire 18 jusqu'à un niveau prédéterminé, par exemple jusqu'à la moitié de la hauteur de ce récipient. 4. A gas (preferably inert) is admitted into the container 1 through the orifice 10 of the cover 3 from the gas circuit 21, and there is created an initial overpressure P sufficient for the liquid metal expelled through the conduit 8, the vertical channel 6 and the additional channel 17 fills, on the one hand, the horizontal channel 7 until contact of this metal 2 with the primer, and on the other hand, the additional container 18 to a predetermined level, for example up to half the height of this container.
A l'aide du mécanisme 15 d'extraction pas à pas du demi-produit de la lingotière, on fait déplacer l'amorce sur une distance égale au pas d'extraction fixé, de préférence égale à la longueur désirée de tronçonnage du demi-produit 16. Le pas d'extraction du demi-produit ne dépasse pas la longueur de la lingotière 14. With the aid of the step-by-step extraction mechanism 15 for the semi-finished product of the ingot mold, the primer is made to move a distance equal to the fixed extraction pitch, preferably equal to the desired cutting length of the half product 16. The extraction step for the semi-finished product does not exceed the length of the mold 14.
Au cours de l'extraction du demi-produit de la lingotière 14, celle-ci se remplit de métal, son remplissage s'effectuant par arrivée du métal tant à partir du récipent 1 qu'à partir du récipient supplémentaire 18. During the extraction of the semi-finished product from the ingot mold 14, the latter is filled with metal, its filling being effected by arrival of the metal both from the receptacle 1 and from the additional container 18.
Pour la formation de la peau du tronçon suivant du demi-produit 16 dans la lingotière 14, on observe une pause entre les extractions successives du demi-produit 16 de la lingotière, la durée de cette pause étant déterminée par calcul selon la section du demi-produit 16 à obtenir, le pas d'extraction et la longueur de la zone de refroidissement secondaire (dans la plage de 10 à 60 s selon les données des calculs). For the formation of the skin of the next section of the semi-finished product 16 in the ingot mold 14, a pause is observed between the successive extractions of the semi-finished product 16 from the ingot mold, the duration of this pause being determined by calculation according to the section of the half -product 16 to be obtained, the extraction pitch and the length of the secondary cooling zone (in the range of 10 to 60 s according to the calculation data).
Pendant la période initiale de la pause, on augmente la pression relative du gaz dans le récipient jusqu'à une valeur prédéterminée P1, par exemple jusqu'à une pression relative de t 2 à 3.105Pa en cas de coulée d'alliages d'aluminium, ou jusqu'à3 à 5.105Pa en cas de coulée d'acier. Cela assure la formation initiale de la peau du demi-produit 16 dans la lingotière 14 avec application intime contre les parois refroidies de la lingotière 14, ce qui contribue à l'élaboration d'un demi-produit 16 à surface de qualité améliorée. During the initial period of the pause, the relative pressure of the gas in the container is increased to a predetermined value P1, for example up to a relative pressure of t 2 to 3.105 Pa in the case of casting of aluminum alloys , or up to 3 to 5.105 Pa in the case of steel casting. This ensures the initial formation of the skin of the semi-product 16 in the mold 14 with intimate application against the cooled walls of the mold 14, which contributes to the production of a semi-product 16 with improved surface quality.
Quand la pression du gaz régnant dans le récipient 1 atteint la valeur prescrite P1, la pression du gaz audessus du ménisque du métal liquide 2 dans le récipient supplémentaire 18 s'accroit jusqu'à la valeur
P2 = P1 h où h est la distance entre les ménisques du métal li
quide 2 dans le récipient 1 et dans le récipient
supplémentaire 18 (cm)
est le poids spécifique du métal liquide 2,
(g/cm3). When the pressure of the gas prevailing in the container 1 reaches the prescribed value P1, the pressure of the gas above the meniscus of the liquid metal 2 in the additional container 18 increases to the value
P2 = P1 h where h is the distance between the menisci of the metal li
that 2 in container 1 and in container
additional 18 (cm)
is the specific weight of the liquid metal 2,
(g / cm3).
Pendant la période suivante de la pause, on fait varier à plusieurs reprises la pression du gaz soit dans le récipient 1, par exemple de + 1.105Pa (pression relative) par rapport à la valeur prescrite P1 (égale à 2-3,105Pa), soit dans le récipient supplémentaire 18 d'une valeur de
+ P3 = h1 où h1 est la distance prescrite entre le niveau supé
rieur et le niveau inférieur lors des descentes
et remontées du métal liquide 2 dans le récipient
supplémentaire 18 (cm)
r est le poids spécifique du métal liquide (g/cm3).During the following period of the break, the pressure of the gas is varied several times either in the container 1, for example by + 1.105Pa (relative pressure) compared to the prescribed value P1 (equal to 2-3.105Pa), either in the additional container 18 worth
+ P3 = h1 where h1 is the prescribed distance between the upper level
laughing and the lower level during descents
and rising of the liquid metal 2 in the container
additional 18 (cm)
r is the specific weight of the liquid metal (g / cm3).
La variation de la pression du gaz dans le récipient 1 de ladite valeur de + 1.105Pa s'accompagne de montées et descentes insignifiantes du métal liquide 2 dans le récipient supplémentaire 18 et par des déplacements relativement insignifiants du métal liquide 2 dans les canaux verticaux 6 et 17, mais elle provoque des pulsations notables de la pression sur la peau en cours de solidification et un certain déplacement du métal liquide 2 dans le demi-produit 16 en cours de coulée, résultant d'un certain gonflement et contraction de la peau sous l'action de la pression pulsatoire, ce qui a une influence utile sur la formation du demi-produit dans sa section, surtout sur la formation de son coeur. The variation of the pressure of the gas in the container 1 of said value of + 1.105 Pa is accompanied by insignificant ups and downs of the liquid metal 2 in the additional container 18 and by relatively insignificant displacements of the liquid metal 2 in the vertical channels 6 and 17, but it causes notable pulsations of the pressure on the skin during solidification and a certain displacement of the liquid metal 2 in the semi-finished product 16 during casting, resulting from a certain swelling and contraction of the skin under the action of pulsating pressure, which has a useful influence on the formation of the semi-finished product in its section, especially on the formation of its heart.
La variation permanente de la pression de + P dans le récipient supplémentaire 18 provoque des déplacements importants permanents du métal liquide 2 dans les canaux verticaux 6 et 17, ce qui exclut le risque de figeage du métal dans les canaux durant les pauses entre les extractions du demi-produit de la lingotière 14, assure le brasage du métal liquide 2 dans le récipient 1, ce qui contribue à une meilleure homogénéisation du métal liquide 2 en composition chimique et à l'amélioration de son homogénéité physique, crée sur la peau du demi-produit en cours de solidification, de la part du métal liquide 2, une pression pulsatoire de valeur plus faible que celle de l'exemple précédent, mais néanmoins utile. The permanent variation of the pressure of + P in the additional container 18 causes large permanent displacements of the liquid metal 2 in the vertical channels 6 and 17, which excludes the risk of freezing of the metal in the channels during the breaks between the extractions of the semi-finished product of the ingot mold 14, ensures the soldering of the liquid metal 2 in the container 1, which contributes to a better homogenization of the liquid metal 2 in chemical composition and to the improvement of its physical homogeneity, created on the skin of the half -product in the process of solidification, on the part of the liquid metal 2, a pulsating pressure of lower value than that of the previous example, but nevertheless useful.
A la fin de la pause, on fait monter le niveau du métal liquide 2 dans le récipient supplémentaire 18 jusqU la valeur maximale possible en évacuant alors le gaz du récipient supplémentaire 18,-l'admission du gaz dans ce récipient étant coupée par les soupapes 20. At the end of the break, the level of the liquid metal 2 in the additional container 18 is raised to the maximum possible value, then evacuating the gas from the additional container 18, the gas inlet into this container being cut off by the valves 20.
Ensuite, si l'on veut alimenter la lingotière 14 en métal liquide 2 à partir du récipient de métal 1, on établit dans ce récipient la pression initiale de gaz P. Si l'on veut alimenter la lingotière 14 en métal 2 à partir du récipient de métal supplémentaire 18, on établit dans le récipient 1 une pression de gaz égale à la pression atmosphérique. Then, if one wants to supply the mold 14 with liquid metal 2 from the metal container 1, the initial gas pressure P is established in this container. If one wants to supply the mold 14 with metal 2 from the additional metal container 18, a gas pressure equal to atmospheric pressure is established in container 1.
Ensuite, d'abord par l'intermédiaire de l'amorce et puis par l'intermédiaire du demi-produit 16 en cours de coulée, on extrait de la lingotière 14, à l'aide du mécanisme d'extraction 15, le tronçon formé de demi-produit 16 d'un pas d'extraction. Then, first via the primer and then via the semi-finished product 16 during casting, the mold formed is extracted from the mold 14, using the extraction mechanism 15. of semi-finished product 16 with one extraction pitch.
Afin d'effectuer une préparation supplémentaire du métal 2, on le transfère du récipient 1, non pas dans la lingotière 14, mais dans le récipient supplémentaire 18 avant de commencer l'extraction du demi-produit 16 de la lingotière 14, puis, pendant la période d'extraction du demiproduit 16, on admet dans la lingotière 14, en tant que métal d'appoint, le métal liquide 2 ainsi préparé. In order to carry out an additional preparation of the metal 2, it is transferred from the container 1, not in the ingot mold 14, but in the additional container 18 before starting the extraction of the semi-finished product 16 from the ingot mold 14, then, during the extraction period of the semi-product 16, the liquid metal 2 thus prepared is admitted into the ingot mold 14, as an auxiliary metal.
Ladite préparation du métal peut concerner le régime de température, ou encore l'injection d'un matériau en poudre dans le métal liquide 2 se trouvant dans le récipient supplémentaire 18 avant l'extraction du demi-produit 16 de la lingotière 14. Quand le métal liquide 2 a atteint dans le récipient supplémentaire 18 le plus haut niveau possible, on ferme la soupape 20 d'admission de gaz dans le récipient supplémentaire 18 et on ouvre la soupape 20 pour l'injection de matériau en poudre à partir du réservoir 22 et on injecte dans le récipient supplémentaire 18 une portion prédéterminée de poudre. Said preparation of the metal may relate to the temperature regime, or even the injection of a powdered material into the liquid metal 2 located in the additional container 18 before the extraction of the semi-finished product 16 from the mold 14. When the liquid metal 2 has reached the highest possible level in the additional container 18, the gas inlet valve 20 in the additional container 18 is closed and the valve 20 is opened for the injection of powdered material from the reservoir 22 and a predetermined portion of powder is injected into the additional container 18.
Pour une meilleure distribution du matériau en poudre dans le métal liquide 2, immédiatement après l'injection ou st tanément avec l'injection de la poudre, on fait tourner le métal liquide 2 avec'via poudre dans le récipient supplémentaire 18 à l'aide de l'agitateur 23 à induction. For a better distribution of the powdered material in the liquid metal 2, immediately after the injection or temporarily with the injection of the powder, the liquid metal 2 is rotated with the powder in the additional container 18 using of the induction stirrer 23.
Le procédé de coulée continue de métaux conforme à l'invention et l'installation pour sa mise en oeuvre permettent d'abaisser, par exemple, la puissance de la pompe à induction du système d'alimentation en métal, grace à l'admission du métal liquide dans la lingotière à partir du récipient supplémentaire et du système d'alimentation, la plus grande partie du métal liquide étant parfois admise à partir du récipient supplémentaire, auquel cas le procédé et l'installation permettent de recourir à l'injection d'un matériau solide broyé. The continuous metal casting process according to the invention and the installation for its implementation make it possible to lower, for example, the power of the induction pump of the metal supply system, thanks to the admission of the liquid metal in the ingot mold from the additional container and from the feed system, most of the liquid metal is sometimes admitted from the additional container, in which case the process and the installation make it possible to resort to the injection of a solid ground material.
L'injection d'un matériau solide broyé sous forme de poudre dans le métal liquide contribue à la réduction de durée de solidification du métal liquide dans le demiproduit et améliore sa structure dans la section; l'injection de granules dans le métal liquide favorise l'obtention d'un réchauffage des granules jusqu'à une température proche du point de fusion et la fusion partielle des granules, ce qui se traduit aussi par une réduction de la durée de solidification du métal liquide dans le demi-produit en cours de coulée et une amélioration de sa structure dans la section. The injection of a ground solid material in powder form into the liquid metal contributes to the reduction of the solidification time of the liquid metal in the semi-product and improves its structure in the section; the injection of granules into the liquid metal promotes the heating of the granules to a temperature close to the melting point and the partial melting of the granules, which also results in a reduction in the solidification time of the liquid metal in the semi-finished product during casting and an improvement in its structure in the section.
L'alimentation de la lingotière en métal liquide d'appoint à partir du récipient supplémentaire, dans lequel le métal est admis avant le commencement de l'extraction du demi-produit de la lingotière, et non pas à partir du récipient 1, permet de réaliser une préparation supplémentaire du métal liquide avant son admission dans la lingotière. Feeding the mold in liquid metal make-up from the additional container, into which the metal is admitted before the start of the extraction of the semi-finished product from the mold, and not from the container 1, makes it possible to carry out an additional preparation of the liquid metal before its admission into the ingot mold.
Une telle préparation peut concerner le régime de température.Such a preparation may relate to the temperature regime.
Le brassage permanent du métal entre le conduit de métal et le récipient supplémentaire assure l'homogénéisation du métal coulé en composition chimique. The permanent mixing of the metal between the metal conduit and the additional container ensures the homogenization of the metal cast in chemical composition.
En outre, le procédé prévient le figeage du métal dans les canaux d'admission pendant une pause prolongée entre deux extractions successives du demi-produit, et crée en mCme temps une pression pulsatoire utile du métal liquide sur la peau en cours de solidification du demi-produit, cc qui contribue à l'augmentation du pourcentage de structure à grains fins dans la section du demi-produit et améliore la qualité du demi-produit coulé. In addition, the method prevents the metal from freezing in the inlet channels during an extended pause between two successive extractions of the semi-finished product, and at the same time creates a useful pulsating pressure of the liquid metal on the skin during solidification of the half. -product, cc which contributes to the increase in the percentage of fine grain structure in the section of the semi-finished product and improves the quality of the cast semi-finished product.
L'utilisation d'un réchauffeur pour le récipient supplémentaire permet d'exclure le figeage du métal sur les parois intérieures du récipient supplémentaire, surtout quand des matières solides broyées sont injectées dans le métal liquide et quand le métal à couler a un point de fusion élevé. The use of a heater for the additional container makes it possible to exclude the freezing of the metal on the interior walls of the additional container, especially when crushed solids are injected into the liquid metal and when the metal to be cast has a melting point. Student.
L'emploi, dans l'installation, d'un agitateur à induction pour le métal liquide et la matière solide broyée permet d'assurer un brassage de qualité du métal avec ladite matière sous forme de poudre ou de granules, et,par celamime, d'élever la qualité du demi-produit coulé. The use, in the installation, of an induction stirrer for the liquid metal and the ground solid material makes it possible to ensure quality mixing of the metal with the said material in the form of powder or granules, and, by celamime, to raise the quality of the cast semi-finished product.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8206593A FR2525133A1 (en) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | Continuous casting using super-pressure between withdrawal steps - and reciprocation of molten metal between auxiliary vessel and mould |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8206593A FR2525133A1 (en) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | Continuous casting using super-pressure between withdrawal steps - and reciprocation of molten metal between auxiliary vessel and mould |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2525133A1 true FR2525133A1 (en) | 1983-10-21 |
| FR2525133B1 FR2525133B1 (en) | 1984-07-20 |
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ID=9273089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR8206593A Granted FR2525133A1 (en) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | Continuous casting using super-pressure between withdrawal steps - and reciprocation of molten metal between auxiliary vessel and mould |
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|---|---|
| FR (1) | FR2525133A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR394099A (en) * | 1907-09-11 | 1909-01-14 | Mathieu Douteur | Manufacturing and handling process for ingots |
| FR1497217A (en) * | 1965-10-25 | 1967-10-06 | B P Przemyslu Hutniczego | Process for continuous casting of steel and device for implementing this process |
| FR1520268A (en) * | 1967-04-24 | 1968-04-05 | Oglebay Norton Co | Continuous casting device |
| GB1493572A (en) * | 1973-10-04 | 1977-11-30 | Davy Int Ltd | Continuous casting apparatus |
-
1982
- 1982-04-16 FR FR8206593A patent/FR2525133A1/en active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1493572A (en) * | 1973-10-04 | 1977-11-30 | Davy Int Ltd | Continuous casting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2525133B1 (en) | 1984-07-20 |
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