FR2708222A3 - Ingot mould for continuous casting of metals, particularly steel, equipped with means for lubricating its inner face - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet une lingotière de coulée continue des métaux, notamment de l'acier, équipée de moyens de lubrification de sa face interne au contact avec le métal coulé, ces moyens incluant des orifices d'écoulement de lubrifiant débouchant sur ladite face interne. The subject of the present invention is a mold for the continuous casting of metals, in particular steel, equipped with means for lubricating its internal face in contact with the cast metal, these means including lubricant flow orifices opening onto said face. internal.
Une lingotière de coulée continue est essentiellement constituée par un tube, réalisé d'une seule pièce ou formé d'éléments assemblés, généralement en cuivre ou alliage de cuivre, énergiquement refroidi de sorte qu'il existe des risques d'accrochage entre la face interne froide de la lingotière et le métal coulé qui se solidifie à son contact. De tels accrochages sont néfastes, car ils peuvent entrainer des défauts sur le produit obtenu, et même provoquer des déchirures susceptibles d'entraîner des percées de métal liquide, lors de l'extraction du produit partiellement solidifié sous la lingotière. An ingot mold for continuous casting is essentially constituted by a tube, made in one piece or formed of assembled elements, generally made of copper or copper alloy, vigorously cooled so that there are risks of catching between the internal face. cold of the mold and the cast metal which solidifies on contact. Such clashes are harmful, because they can cause defects on the product obtained, and even cause tears liable to cause breakthroughs of liquid metal, during the extraction of the partially solidified product under the mold.
Pour résoudre ce problème, il est classique de combiner l'utilisation d'un lubrifiant sur le pourtour intérieur de la lingotière, avec une mise en oscillation verticale de celle-ci. Le lubrifiant, notamment une huile minérale appropriée en cas de coulée en jet libre, est injecté sur la face interne de la lingotière au-dessus du niveau du métal liquide (ménisque), le film de lubrifiant formant une interface entre la paroi refroidie et le métal coulé à haute température. Malgré cette lubrification, des accrochages du métal peuvent avoir lieu sur la paroi, et les oscillations de la lingotière ont notamment pour fonction de les résorber, à mesure qu'on extrait vers le bas le produit semi-solidifié . To solve this problem, it is conventional to combine the use of a lubricant on the inner periphery of the mold, with a vertical oscillation thereof. The lubricant, in particular a mineral oil suitable for free-flow casting, is injected on the internal face of the mold above the level of the liquid metal (meniscus), the film of lubricant forming an interface between the cooled wall and the metal cast at high temperature. Despite this lubrication, metal snagging can take place on the wall, and the oscillations of the mold have in particular the function of absorbing them, as the semi-solidified product is extracted downwards.
Or, l'expérience a montré que la lubrification est parfois insuffisante. On a donc proposé d'effectuer des injections de lubrifiant également au-dessous du ménisque, dans la partie basse de la lingotière, comme décrit par exemple par la demande de brevet européen 0.499.563 au nom d' UNIMETAL. However, experience has shown that lubrication is sometimes insufficient. It has therefore been proposed to inject lubricant also below the meniscus, in the lower part of the mold, as described for example by European patent application 0.499.563 in the name of UNIMETAL.
Il est également connu de procéder de cette manière en coulée avec busette immergée, c'est-à-dire quand l'injection de lubrifiant au dessus du ménisque de métal liquide est remplacée par un laitier de couverture qui fond et assure la lubrification de la lingotière à cet endroit. It is also known to proceed in this way in casting with a submerged nozzle, that is to say when the injection of lubricant above the meniscus of liquid metal is replaced by a covering slag which melts and ensures the lubrication of the ingot mold at this location.
Enfin selon une autre réalisation connue (demande de brevet français n" 2 672 524), on perce la lingotière de passages radiaux alimentés en lubrifiant depuis une chambre de distribution ménagée dans la lingotière ellemême. Cette chambre ou ses conduits d'alimentation en liquide lubrifiant sont obturés sur la face externe de la lingotière par des vis ou des bouchons soudés. Malheureusement, cette technique de bouchage est inadaptée à la mise en oeuvre d'ultrasons de puissance, technique récente qui vise à remplacer l'oscillation classique devra lingotière. En effet, les vibrations engendrées par les ultrasons de puissance peuvent se révèler suffisantes pour que les vis se dévissent en cours de coulée ou pour provoquer la rupture des cordons de soudure des bouchons. Finally, according to another known embodiment (French patent application No. 2 672 524), the ingot mold is drilled with radial passages supplied with lubricant from a distribution chamber formed in the ingot mold itself. This chamber or its ducts for supplying lubricant liquid are closed on the external face of the ingot mold by screws or welded plugs Unfortunately, this capping technique is unsuitable for the implementation of power ultrasound, a recent technique which aims to replace the conventional oscillation will have to mold. In fact, the vibrations generated by power ultrasound can prove to be sufficient for the screws to be unscrewed during casting or to cause the welding seams of the plugs to rupture.
L'invention a donc pour but de réaliser une lingotière permettant simultanément l'utilisation d'ultrasons de puissance et d'un liquide lubrifiant, sans risque de perte d'étanchéité de la chambre de distribution et des conduits de liquide lubrifiant, durant la coulée continue de métal liquide dans la lingotière. De plus cet apport de lubrifiant doit se faire sans perturber la lame d'eau qui refroidit l'extérieur de la paroi du tube de la lingotière. The object of the invention is therefore to produce a mold allowing simultaneous use of power ultrasound and a lubricating liquid, without risk of loss of tightness of the distribution chamber and of the lubricating liquid conduits, during casting. continuous liquid metal in the mold. In addition, this supply of lubricant must be done without disturbing the sheet of water which cools the outside of the wall of the ingot mold tube.
Conformément à l'invention, les moyens de lubri fication comprennent, au moins à l'une des extrémités de la lingotière, un insert tubulaire logé dans un dégagement complémentaire formé sur le pourtour de la face interne, fixé à la paroi de ce dégagement, et à une extrémité duquel est agencée une chambre de distribution de lubrifiant qui communique, d'une part avec des canaux de distribution ménagés dans l'insert et débouchant sur des orifices d'écoulement du lubrifiant sur la face interne, et d'autre part avec au moins un conduit ménagé dans la lingotière et reliant la chambre à l'extérieur de la lingotière pour permettre l'alimentation de la chambre en lubrifiant. In accordance with the invention, the lubrication means comprise, at least at one of the ends of the mold, a tubular insert housed in a complementary recess formed on the periphery of the internal face, fixed to the wall of this recess, and at one end of which is arranged a lubricant distribution chamber which communicates, on the one hand with distribution channels formed in the insert and opening onto the lubricant flow orifices on the internal face, and on the other hand with at least one conduit formed in the mold and connecting the chamber to the outside of the mold to allow the chamber to be supplied with lubricant.
Avantageusement, le conduit d'alimentation en lubrifiant est ménagé longitudinalement dans l'insert lui méme et débouche sur la face d'extremite frontale de ce dernier. Advantageously, the lubricant supply duct is formed longitudinally in the insert itself and opens onto the front end face of the latter.
Ainsi les bouchons vissés ou soudés sont supprimés, de sorte que tout risque de fuite de liquide lubrifiant å l'extérieur de la lingotière est écarté. Thus the screwed or welded caps are eliminated, so that any risk of leakage of lubricating liquid outside the mold is eliminated.
Selon d'autres particularités de l'invention
- les orifices sont des trous circulaires répartis régulièrement sur la face interne de l'insert,
- les orifices sont des fentes de section rectangulaire, réparties uniformément sur la face interne de l'insert,
- l'insert est soudé aux parois du dégagement par faisceau d'électrons ou par une technique analogue.According to other features of the invention
the orifices are circular holes distributed regularly over the internal face of the insert,
the orifices are slots of rectangular section, distributed uniformly on the internal face of the insert,
- The insert is welded to the walls of the release by electron beam or by a similar technique.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent deux formes de réalisation. Other features and advantages of the invention will become apparent during the description which follows, given with reference to the appended drawings which illustrate two embodiments thereof.
La figure 1 est une vue en perspective et coupe partielle d'une première forme de réalisation de la lingotière selon l'invention. Figure 1 is a perspective view and partial section of a first embodiment of the mold according to the invention.
La figure 2 est une vue analogue à la Fig.l d'une seconde forme de réalisation de l'invention. Figure 2 is a view similar to Fig.l of a second embodiment of the invention.
On voit à la Fig.l une portion de paroi 2 d'une lingotière 1 destinée à couler des produits métalliques non représentés, tels que des blooms, des brames ou des billettes. We see in Fig.l a wall portion 2 of an ingot mold 1 intended to flow metal products not shown, such as blooms, slabs or billets.
Cette lingotière 1 en alliage de cuivre est équipée de moyens de lubrification de sa face interne en contact avec le métal liquide (non représenté). Ces moyens comprenant, au moins à l'une des extrémités de la lingo trière, un insert tubulaire 3 logé dans un dégagement complémentaire 4 formé sur le pourtour de la face interne 2a de la paroi 2. Dans l'exemple illustré à la Fig.l, l'évidement 4 est formé à l'extrémité supérieure de la lingotière 1, à la face terminale 5 de laquelle affleure la face d'extrémité frontale supérieure 15 de l'insert 3. This copper alloy ingot mold 1 is equipped with means for lubricating its internal face in contact with the liquid metal (not shown). These means comprising, at least at one of the ends of the ingot mold, a tubular insert 3 housed in a complementary clearance 4 formed around the periphery of the internal face 2a of the wall 2. In the example illustrated in FIG. 1, the recess 4 is formed at the upper end of the mold 1, at the end face 5 of which is flush with the upper front end face 15 of the insert 3.
L'insert 3 est préalablement usiné, et comporte à sa base une chambre 6 de distribution de liquide lubrifiant. La chambre 6 communique avec des canaux de distribution radiaux 7 (dont un est visible à la Fig.1) débouchant par des orifices circulaires 8 d'écoulement du lubrifiant sur la face interne 2a, au-dessous du niveau M du ménisque de métal liquide coulé. La chambre 6 communique également avec un ou plusieurs alésages longitudinaux 9 débouchant å l'extrémité frontale supérieure 15 de l'insert 3, et permettant l'alimentation de la chambre 6 en liquide lubrifiant. Avantageusement les canaux 7 et leurs orifices 8 sont répartis régulièrement sur le pourtour de l'insert 3, donc de la lingotière. The insert 3 is previously machined, and comprises at its base a chamber 6 for distributing lubricating liquid. Chamber 6 communicates with radial distribution channels 7 (one of which is visible in FIG. 1) opening out through circular orifices 8 for the flow of lubricant on the internal face 2a, below the level M of the meniscus of liquid metal sunk. The chamber 6 also communicates with one or more longitudinal bores 9 opening at the upper front end 15 of the insert 3, and allowing the supply of the chamber 6 with lubricating liquid. Advantageously, the channels 7 and their orifices 8 are distributed regularly around the periphery of the insert 3, therefore of the mold.
La chambre de distribution 6 est annulaire et s'étend donc par conséquent sur toute la circonférence de l'insert 3. Elle est avantageusement usinée dans l'extré- mite inferieure de l'insert 3, laquelle vient s'emboîter dans le fond 11 du dégagement 4, de manière que les parois de cette chambre soient délimitées par l'insert 3 et par les faces en regard du fond 11. Dans exemple d'exécution représenté, la chambre de distribution 6 a une section rectangulaire, dont deux côtés sont constitues par les faces de l'évidement formé dans l'insert 3, tandis que les deux autres côtés sont formés par la face longitudinale et la face radiale du dégagement 4. The distribution chamber 6 is annular and therefore extends over the entire circumference of the insert 3. It is advantageously machined in the lower end of the insert 3, which comes to fit into the bottom 11 of the clearance 4, so that the walls of this chamber are delimited by the insert 3 and by the opposite faces of the bottom 11. In the embodiment shown, the distribution chamber 6 has a rectangular section, two sides of which are formed by the faces of the recess formed in the insert 3, while the other two sides are formed by the longitudinal face and the radial face of the clearance 4.
L'insert 3 est soudé aux parois du dégagement 4 par faisceau d'électrons ou par toute autre technique équivalente, propre à assurer une fixation solide sur la paroi 2, capable de résister aux ultrasons de puissance. The insert 3 is welded to the walls of the clearance 4 by electron beam or by any other equivalent technique, capable of ensuring a solid fixing on the wall 2, capable of withstanding power ultrasound.
A titre d'exemple numérique non limitatif, les trous 8 peuvent avoir un diamètre compris entre 0,3 et 0,8mm, de préférence 0,5mm, et peuvent être espacés de 3 a iomm les uns des autres, de préférence 5mm. La chambre de répartition 6 peut avoir une section comprise entre 20 et 30mm2, de préférence 25mm2, et est alimentée par douze alésages 9 ayant chacun un diamètre de 2mm. By way of nonlimiting numerical example, the holes 8 can have a diameter of between 0.3 and 0.8mm, preferably 0.5mm, and can be spaced 3 to iomm from each other, preferably 5mm. The distribution chamber 6 may have a section of between 20 and 30mm2, preferably 25mm2, and is supplied by twelve bores 9 each having a diameter of 2mm.
Dans la variante de réalisation représentée à la
Fig.2, les canaux d'alimentation sont remplaces par des passages 13 de section rectangulaire, debouchant sur la face interne de la paroi 2 par des fentes 12 de section rectangulaire correspondante. Les passages 13 et les fentes 12 peuvent être ménagés dans la face terminale inférieure de l'insert, ici désigné sous la référence 14.In the variant embodiment shown in
Fig.2, the supply channels are replaced by passages 13 of rectangular section, opening out on the internal face of the wall 2 by slots 12 of corresponding rectangular section. The passages 13 and the slots 12 can be provided in the lower end face of the insert, here designated by the reference 14.
Les passages 13 et les fentes 12 sont régulière- ment répartis sur la face interne de l'insert 14, qui par ailleurs est similaire à l'insert 3 de la variante de réalisation précédente et solidarisé avec la paroi 2 par la même technique. The passages 13 and the slots 12 are regularly distributed over the internal face of the insert 14, which moreover is similar to the insert 3 of the previous variant embodiment and secured to the wall 2 by the same technique.
Les fentes 12 sont avantageusement disposées horizontalement, et peuvent avoir par exemple entre 3 et 10mm de largeur, de préférence 5mm, en étant espacées de 10 à 20mm, de préférence 15mm, pour une hauteur comprise entre 0,1 et 0,5mm, de préférence 0,2mm. The slots 12 are advantageously arranged horizontally, and may for example be between 3 and 10mm in width, preferably 5mm, being spaced 10 to 20mm, preferably 15mm, for a height between 0.1 and 0.5mm, preferably 0.2mm.
Les inserts 3 et 14 sont réalisés de préférence dans la même matière que la lingotière 1. The inserts 3 and 14 are preferably made of the same material as the mold 1.
Outre les avantages techniques de l'invention précédemment indiqués, et indépendamment des avantages liés à l'injection in situ de lubrifiant la où il est le plus efficace, la lingotière 1 selon l'invention présente divers avantages
- sa surface externe ne présente aucun obstacle à la libre circulation de la lame d'eau de refroidissement, ce qui permet de conserver des échanges thermiques optimaux;
- en cas de chromage de la surface interne de la paroi 2, il n'est pas nécessaire de déchromer pour usiner, alors qu'une solution à trous traversants oblige a un déchromage de la paroi interne, le rechromage ultérieur étant rendu très délicat. En effet le dépôt électrolytique de chrome a alors tendance à reboucher les trous de faible diamètre.In addition to the technical advantages of the invention previously indicated, and independently of the advantages linked to the in situ injection of lubricant where it is most effective, the ingot mold 1 according to the invention has various advantages.
- its external surface does not present any obstacle to the free circulation of the cooling water blade, which makes it possible to maintain optimal heat exchanges;
- In the event of chromium plating of the internal surface of wall 2, it is not necessary to decrypt for machining, whereas a solution with through holes requires a chromium plating of the internal wall, the subsequent chromium plating being made very delicate. Indeed, the electrolytic deposition of chromium then tends to fill in the holes of small diameter.
La lingotière 1 et l'insert 3 ou 14 sont réalisés de la manière suivante : on découpe l'évidement 4 dans la face interne du tube 2, on usine un bloc dimensionné pour pouvoir exactement s'adapter aux dimensions de l'évidement 4, de manière que sa face interne affleure la face interne 2a de la paroi 2 et que sa face terminale affleure la face terminale transversale 5 du tube 2. Enfin dans ce bloc sont usinés la chambre de distribution 6 et les canaux 7 ou les passages 13. On dispose l'insert 3 ou 14 dans l'évidement 4, et on exécute l'assemblage de l'insert à la paroi 2 par toute méthode appropriée tel que le bombar dement électronique. The ingot mold 1 and the insert 3 or 14 are produced in the following manner: the recess 4 is cut in the internal face of the tube 2, a block is machined to be able to exactly adapt to the dimensions of the recess 4, so that its internal face is flush with the internal face 2a of the wall 2 and its end face is flush with the transverse end face 5 of the tube 2. Finally in this block are machined the distribution chamber 6 and the channels 7 or the passages 13. The insert 3 or 14 is placed in the recess 4, and the assembly of the insert is carried out on the wall 2 by any suitable method such as electronic bombardment.
Il est possible d'agencer conformément à l'in- vention l'une ou l'autre des deux extrémités de la lingotière 1, ou ses deux extrémités. It is possible to arrange in accordance with the invention either of the two ends of the mold 1, or its two ends.
Il va de soi que l'invention peut présenter de multiples variantes de réalisation. It goes without saying that the invention can have multiple variant embodiments.
Par exemple, l'insert 3 (ou 14) peut être constitué d'un matériau différent de celui constitutif de la lingotière. For example, the insert 3 (or 14) may be made of a material different from that constituting the ingot mold.
De même le conduit d'amenée du lubrifiant peut relie; la chambre 6 a l'extérieur de la lingotière autrement que par les alésages 9, par exemple au moyen de passages ménagés dans la lingotière elle-meme. Likewise the lubricant supply duct can connect; the chamber 6 outside the ingot mold other than through the bores 9, for example by means of passages provided in the ingot mold itself.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9308009A FR2708222B3 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Ingot mold for continuous casting of metals, particularly steel, equipped with means for lubricating its internal face. |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9308009A FR2708222B3 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Ingot mold for continuous casting of metals, particularly steel, equipped with means for lubricating its internal face. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2708222A3 true FR2708222A3 (en) | 1995-02-03 |
| FR2708222B3 FR2708222B3 (en) | 1995-07-13 |
Family
ID=9448755
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| FR (1) | FR2708222B3 (en) |
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