FR2771034A1 - Bande de metal de coulee - Google Patents

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Abstract

Procédé pour délivrer du métal en fusion en provenance d'une poche (13) par l'intermédiaire d'un distributeur (15) et d'une buse (16) vers une cuvette de coulée (30) fixée par des plaques d'extrémité (18) au-dessus d'un pincement (17) entre des rouleaux en fonte durcie (12) d'un dispositif de coulée à deux rouleaux, lesquels sont tournés pour produire une bande solidifiée (19) vers le bas à partir du pincement (17). On provoque la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre les surfaces de coulée (12a) et la cuvette (30) le long des rouleaux (12), de façon à favoriser le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité des surfaces de rouleau (12a), par un brossage variable par des dispositifs de nettoyage (21), par une texture variable dans les surfaces de rouleaux (12a) ou en appliquant du gaz hélium aux parties d'extrémité des rouleaux (12), ou par une combinaison de ces étapes.

Description

BANDE DE METAL DE COULEE
La présente invention se rapporte à la coulée d'une bande de métal par des techniques de coulée de fine bande continue dans lesquelles du métal en fusion est amené en contact avec une surface mobile de rouleau de coulée. Une coulée de ce type peut être exécutée dans un dispositif de coulée à un seul rouleau ou, en variante, dans un dispositif de coulée à deux rouleaux.
Dans un dispositif de coulée à un seul rouleau, du métal en fusion peut être appliqué à une partie supérieure d'un rouleau en fonte durcie rotatif au moyen d'un déversoir à débordement ou autre distributeur, de façon à se solidifier sur la surface du rouleau sous forme de bande qui est tirée vers un côté particulier du rouleau. Dans un dispositif de coulée à deux rouleaux, le métal enfusion est introduit entre un couple de rouleaux de coulée horizontaux tournant en sens inverse qui sont refroidis de sorte que des coquilles de métal se solidifient sur les surfaces mobiles des rouleaux et sont amenées ensemble au niveau du pincement entre eux pour produire un produit sous forme de bande solidifiée au niveau de la sortie du pincement des rouleaux. Le terme "pincement" est utilisé dans ce document pour se référer à la zone globale au niveau de laquelle les rouleaux sont les plus proches l'un de l'autre. Le métal en fusion peut être introduit dans le pincement entre les rouleaux au moyen d'un distributeur de métal et d'une buse de délivrance de métal située au-dessous du distributeur de façon à recevoir un écoulement de métal en provenance du distributeur et à le diriger dans le pincement entre les rouleaux.
Afin d'empêcher l'accumulation d'oxydes métalliques sur les surfaces des rouleaux de coulée, des dispositifs de nettoyage sont utilisés, d'une manière générale, pour nettoyer les surfaces des rouleaux à des emplacements séparés des zones au niveau desquelles ils sont en contact avec le métal en fusion. Dans un dispositif de coulée à deux rouleaux, des dispositifs de nettoyage tels que des brosses ou des courroies de nettoyage peuvent être appliqués aux faces longitudinales extérieures des rouleaux de sorte que les surfaces des rouleaux sont nettoyées de façon continue avant de se déplacer en contact avec le métal en fusion en avant du pincement.
Des exemples de dispositifs de nettoyage incorporant des brosses sont décrits dans la Publication de Brevet
Japonais J03230849-A de Nippon Steel Corporation et
Mitsubishi Heavy Industries K K et le Brevet U.S. no 5 307 861 et la Demande de Brevet Australien 24833/95 des présents demandeurs.
Des expériences poussées dans la coulée de bande d'acier dans des dispositifs de coulée à deux rouleaux ont montré que l'efficacité du nettoyage des rouleaux est absolument critique pour obtenir une bande de bonne qualité et que l'accumulation d'oxydes sur les rouleaux de coulée doit être conservée dans des limites strictes.
Un fin dépôt d'oxyde peut être bénéfique en assurant un flux de chaleur uniforme maîtrisé pendant la solidification du métal sur les surfaces des rouleaux de coulée. Le dépôt d'oxyde fond lorsque la surface des rouleaux pénètre dans la cuvette de coulée de métal en fusion et aide à établir une fine couche d'interface liquide entre la surface de coulée et le métal en fusion de la cuvette de coulée pour favoriser un bon flux de chaleur. Cependant, s'il y a trop d'oxyde accumulé, la fusion des oxydes va produire un flux de chaleur initial très élevé mais l'oxyde va se resolidifier avec pour conséquence que le flux de chaleur va rapidement diminuer. La combinaison d'un flux de chaleur initial élevé et de la diminution rapide a pour conséquence des contraintes dans le métal en fusion en cours de solidification qui produisent des déformations localisées dans la bande, de sorte que la bande présente un défaut de surface connu sous le nom de "peau de crocodile".
Un phénomène fondamental associé à la coulée de bande continue est que les coquilles de métal se solidifiant sur la surface de rouleau de coulée tendent à être plus minces au niveau des extrémités du rouleau qu'au centre. Cela peut provoquer un report de liquide et un renflement après pincement au bord de la bande. Dans un dispositif de coulée à deux rouleaux, cela peut être contrecarré dans une certaine mesure en modifiant le profil à froid des rouleaux de façon à rendre le pincement plus étroit vers les extrémités des rouleaux.
Cependant, la forme des rouleaux varie de manière significative pendant la coulée. Le profil de rouleau à froid et le~ pcofll de de rouleau dynamique pendant la coulée, qui est commandé par un chargement thermique et mécanique, sont très différents et, par conséquent, il est très difficile de maîtriser de manière précise les conditions changeantes de coulée le long du pincement seulement par le choix d'un profil de rouleau particulier. En outre, la considérable expérience des demandeurs dans la coulée de bande d'acier dans des dispositifs de coulée à deux rouleaux a produit des données indiquant qu'il peut y avoir une atténuation des coquilles au niveau des bords de la bande provenant du mouvement relatif qui se produit entre le rouleau et la coquille se solidifiant pendant la coulée à cause de modifications de dimensions de la coquille se rétrécissant et du moule ou du rouleau se dilatant. Cela provoque une augmentation de la résistance thermique d'interface ayant pour conséquence une diminution marquée du flux de chaleur et de l'épaisseur de coquille et cet effet ne peut pas être aisément évité en modifiant le profil du rouleau. La présente invention permet de parvenir à une commande plus directe en maîtrisant les conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface du rouleau et les coquilles se solidifiant. De cette façon, il est possible de maintenir un flux de chaleur élevé vers les bords du rouleau pour contrecarrer la tendance de la coquille se solidifiant à devenir mince.
Selon l'invention, on propose un procédé de coulée de bande de métal comprenant l'application de métal en fusion à une surface en fonte durcie d'un rouleau de coulée rotatif, provoquant la solidification du métal en fusion sur la surface du rouleau de coulée, l'enlèvement du métal solidifié de la surface du rouleau de coulée, et provoquant la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface de rouleau de coulée et le métal en fusion le long du rouleau de façon à favoriser de manière sélective le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau de coulée.
De préférence, le fait de favoriser le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau de coulée est suffisant pour rendre le flux de chaleur moyen au niveau des bords de la surface du rouleau égal à environ 90 W ou plus du flux de chaleur moyen au niveau de la partie médiane de la surface du rouleau. L'expression "flux de chaleur moyen" se réfère à la moyenne des valeurs de flux de chaleur au niveau d'un emplacement particulier le long du rouleau pendant la solidification du métal sur ce dernier.
Les conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface du rouleau de coulée et le métal en fusion peuvent être modifiées en maîtrisant l'état d'oxyde le long du rouleau.
En variante, ou de surcroît, on peut provoquer la modification de conditions de ce type en réalisant la surface de coulée avec une texture variable.
Il serait également possible d'appliquer un gaz ou une autre substance aux parties d'extrémité de la surface du rouleau pour modifier les conditions de transfert de chaleur concernées.
Dans le cas où les conditions de transfert de chaleur au niveau de la surface du rouleau sont modifiées en maîtrisant l'état de l'oxyde le long du rouleau, le procédé de l'invention peut comprendre l'étape de nettoyage de la surface du rouleau pour retirer la matière d'oxyde métallique de ce dernier à un emplacement séparé de la zone au niveau de laquelle la surface du rouleau est en contact avec ledit métal, et en modifiant le nettoyage le long du rouleau de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que la partie médiane de la surface du rouleau.
Le métal en fusion peut être de l'acier et la matière de contamination peut comprendre des particules d'oxyde de fer. L'acier peut comprendre du silicium, du manganèse et de l'aluminium et la matière de contamination peut également comprendre des oxydes de ces métaux.
Le nettoyage de la surface du rouleau peut être effectué par brossage. Un brossage de ce type peut être exécuté par une ou plusieurs brosses allongées s'étendant le long du rouleau et efficaces pour brosser la partie médiane de la surface du rouleau de manière plus efficace que les parties d'extrémité de la surface du rouleau. Les parties d'extrémité de la surface du rouleau peuvent comprendre des marges extérieures qui ne sont soumises à aucun brossage.
De préférence, on modifie progressivement l'efficacité du brossage le long de la surface du rouleau depuis la partie médiane du rouleau jusqu'aux parties d'extrémité de la surface du rouleau de façon à produire une accumulation progressive de matière d'oxyde vers les parties d'extrémité de la surface du rouleau.
Le flux de chaleur subi par la coquille se solidifiant sur une surface de coulée peut être affecté de manière significative par la texture de la surface de coulée. En particulier, des valeurs de flux de chaleur élevées peuvent être obtenues sur des surfaces de coulée lisses en comparaison à des surfaces de coulée ayant une texture relativement grossière, particulièrement si la surface de rouleau de coulée est recouverte par une couche de matière d'oxyde qui est sensiblement liquide au début de la solidification, comme on le décrit dans la
Demande de Brevet Australien des ~ présents demandeurs nO 45703/96 et correspondant au Brevet U.S. nO 5 720 336.
Par conséquent, le maintien de valeurs de flux de chaleur élevées au niveau des extrémités de la surface du rouleau de coulée peut être obtenu ou amélioré en réalisant la surface de coulée avec une texture variable de sorte qu'elle est plus lisse au niveau des parties d'extrémité qu'au niveau des parties médianes. Par conséquent, on préfère, selon la présente invention, que la surface du rouleau de coulée ait des parties d'extrémité qui ont une texture plus lisse que la partie médiane. Une texture variable de ce type peut être obtenue en usinant des rainures circonférentielles à différentes profondeurs dans les parties respectives de la surface du rouleau.
En variante, ou de surcroît, il serait possible de modifier les conditions de transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité d'un rouleau texturé en appliquant des jets de gaz hélium à ces parties de la surface du rouleau, de sorte que le gaz en devenant entraîné dans la texture améliore le flux de chaleur.
Le rouleau de coulée peut être l'un d'un couple de rouleaux cylindriques parallèles d'un dispositif de coulée de bande à deux rouleaux dans lequel le métal en fusion est appliqué aux surfaces en fonte durcie des rouleaux en provenance d'une cuvette de coulée de métal chaud supportée au-dessus d'un pincement entre les rouleaux. Dans ce cas, les conditions de transfert de chaleur au niveau des deux surfaces de rouleau peuvent être modifiées selon l'invention.
L'invention propose également un dispositif de coulée de bande pour couler une bande de métal comprenant un rouleau de coulée, des moyens de délivrance de métal pour délivrer du métal en fusion sur une surface de coulée du rouleau de coulée, et des moyens pour provoquer la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface de rouleau de coulée et le métal en fusion le long du rouleau de façon à favoriser de manière sélective le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau.
Lesdits moyens pour provoquer la modification des conditions de transfert de chaleur peuvent comprendre un dispositif de nettoyage de rouleau pour nettoyer la surface du rouleau en enlevant la matière d'oxyde au niveau d'un emplacement séparé de la zone au niveau de laquelle la surface du rouleau est en contact avec ledit métal, dans lesquels le dispositif de nettoyage de rouleau est efficace pour nettoyer la surface du rouleau de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que la partie médiane de la surface du rouleau.
En variante, ou de surcroît, lesdits moyens peuvent comprendre une texture variable sur la surface du rouleau de coulée de sorte que les parties d'extrémité de la surface sont plus lisses que la partie médiane.
De plus, l'invention s'étend à un dispositif de coulée à deux rouleaux comprenant un couple de rouleaux de coulée formant un pincement entre eux, une buse de délivrance de métal pour délivrer du métal en fusion au pincement entre les rouleaux de coulée pour former une cuvette de coulée de métal en fusion dans le pincement, un couple de dispositifs de nettoyage de rouleau pour nettoyer les rouleaux par enlèvement de matière d'oxyde au niveau d'emplacements séparés de manière circonférentielle par rapport aux rouleaux à partir du pincement, chaque dispositif de nettoyage étant efficace pour nettoyer la surface de rouleau respective de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que La partie meZdiane de la surface du rouleau.
Les dispositifs de nettoyage de rouleau peuvent comprendre des brosses allongées s'étendant le long des rouleaux et venant en contact avec les rouleaux au niveau desdits emplacements.
Chaque dispositif de nettoyage peut comprendre un couple de brosses de ce type agencées pour se chevaucher de sorte que la partie médiane de la surface du rouleau est brossée par les deux brosses alors que chaque partie d'extrémité de la surface du rouleau est en contact avec seulement l'une des brosses.
Chaque partie d'extrémité de la surface du rouleau peut comprendre une zone extérieure qui n'est pas en contact avec l'une ou l'autre des brosses.
Dans une variante d'agencement, chaque dispositif de nettoyage peut comprendre une brosse principale s'étendant d'un bout à l'autre de la partie médiane de la surface du rouleau et un couple de brosses latérales pour venir en contact avec les parties d'extrémité de la surface du rouleau de façon à réaliser un brossage plus léger que la brosse principale.
Le fonctionnement du ou de chaque dispositif de nettoyage peut être commandé pendant la coulée en réponse à la mesure du profil de bande de façon à modifier le flux de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau pour contrecarrer des modifications d'épaisseur de bande.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, prise en relation avec les dessins annexés, dans lesquels
la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de coulée à deux rouleaux muni d'un système de brossage qui peut être mis en oeuvre selon la présente invention
la figure 2 représente la manière schématique, un premier système de brossage pouvant être mis en oeuvre selon la présente invention
la figure 3 représente un système de brossage modifié pouvant également être mis en oeuvre selon la présente invention
la figure 4 représente une variante de type de système de brossage pouvant également être mis en oeuvre selon la présente invention
la figure 5 trace une courbe de température de surface de rouleau classique dans un dispositif de coulée à deux rouleaux et des valeurs d'atténuation de température correspondantes
la figure 6 représente l'effet du brossage et de la texture sur des valeurs observées d'un facteur K, un paramètre indicatif de la vitesse de solidification
les figures 7 à 9 représentent les variations attendues du facteur K, du flux de chaleur et de l'épaisseur de coquille conséquence de l'effet observé tracé à la figure 6
la figure 10 représente l'effet d'enveloppement dans du gaz hélium et du gaz d'argon sur les valeurs observées du facteur K pour différentes textures de surface de rouleau
la figure 11 est un graphique en barres représentant une atténuation de température de surface de rouleau calculée sous différentes conditions
la figure 12 est un graphique en barres représentant une atténuation de facteur K calculée sous les mêmes différentes conditions
la figure 13 est un graphique en barres représentant une atténuation de température de surface de rouleau mesurée, mesurée pendant des coulées réelles dans un dispositif de coulée à deux rouleaux ; et
la figure 14 est un graphique en barres représentant une atténuation de facteur K calculée à partir des mesures affichées à la figure 13.
La figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de coulée à deux rouleaux comprenant un bâti principal de machine 11 qui supporte un couple de rouleaux de coulée parallèles 12. Du métal en fusion est délivré pendant une opération de coulée en provenance d'une poche de fonderie 13 par l'intermédiaire d'une enveloppe réfractaire formant orifice de poche de fonderie 14 vers un distributeur 15 et de là par l'intermédiaire d'une buse de délivrance de métal 16 dans le pincement 17 entre les rouleaux de coulée 12. Le métal en fusion ainsi délivré au pincement 17 forme une cuvette 30 au-dessus du pincement et cette cuvette est confinée au niveau des extrémités des rouleaux par un couple de plaques latérales de fermeture 18 qui sont maintenues contre des extrémités étagées des rouleaux par la mise en oeuvre d'un couple d'unités formant vérins hydrauliques (non représentées). La surface supérieure de la cuvette 30 (à laquelle on se réfère d'une manière générale par niveau du "ménisque") peut s'élever au-dessus de l'extrémité inférieure de la buse de délivrance de sorte que l'extrémité inférieure de la buse de délivrance est immergée à l'intérieur de cette cuvette.
Les rouleaux de coulée 12 sont refroidis par eau de sorte que les coquilles se solidifient sur les surfaces de rouleaux mobiles et sont amenées ensembles au niveau du pincement 17 entre eux pour produire un produit sous forme de bande solidifiée 19 au niveau de la sortie du rouleau. Ce produit peut être délivré à un enrouleur standard (non représenté).
Le dispositif de coulée à deux rouleaux représenté, ainsi décrit jusqu'à présent, est du type qui est représenté et décrit de manière détaillée dans le Brevet
Australien nO 631728 et le Brevet U.S. nO 5 184 668 des présents demandeurs, et on pourra se référer à ces brevets pour des détails structurels appropriés qui ne forment pas une partie de la présente invention.
Le dispositif de coulée est muni d'un couple de dispositifs de nettoyage de rouleau désignés globalement par la référence numérique 21, lesquels sont disposés de part et d'autre du couple de rouleaux de coulée de sorte qu'ils peuvent être mis en oeuvre pour nettoyer les surfaces des rouleaux au niveau des extrémités extérieures des rouleaux jusqu'aux côtés opposés du pincement 17.
Chaque dispositif de nettoyage 21 peut être construit de façon à pouvoir être mis en oeuvre pour réaliser un nettoyage variable de la surface de rouleau respective selon la présente invention. Les figures 2 à 4 représentent, de manière schématique, trois agencements possibles pour réaliser des dispositifs de nettoyage de ce type.
Le dispositif de nettoyage représenté à la figure 2 comprend un couple de brosses en forme de tambour cylindrique 31, 32 s'étendant de façon longitudinale par rapport au rouleau de coulée 12 à nettoyer et espacées de manière circonférentielle par rapport au rouleau 12 de sorte qu'elles se chevauchent afin que les deux brosses aillent nettoyer une partie médiane 33 du rouleau 12 alors que les parties d'extrémité 34 du rouleau sont nettoyées, chacune, seulement par une des brosses. Les brosses 31, 32 peuvent être montées sur des arbres respectifs 35, 36 et mises en rotation par des moyens d'entraînement appropriés (non représentés).
Avec le système de brossage représenté à la figure 2, il y a une transition relativement brusque entre la partie médiane du rouleau brossée deux fois et les parties d'extrémité qui sont seulement soumises à un seul brossage et, par conséquent, il va y avoir une augmentation brusque de l'épaisseur de la couche d'oxyde au niveau des frontières entre la partie médiane et les parties d'extrémité de la surface du rouleau. Afin de réaliser une transition plus progressive de la couche d'oxyde et d'augmenter l'efficacité du brossage, le système de brossage peut être modifié de la manière représentée à la figure 3. Dans ce système, les brosses de nettoyage 37, 38 se chevauchent sur une plus grande distance que les brosses de la figure 2 et elles sont positionnées vers l'intérieur à partir des extrémités du rouleau. Avec ce système, une large zone centrale 39 du rouleau est soumise à un brossage double, cette zone rejoint un couple de zones 40 qui sont soumises à un brossage unique et il y a deux zones formant bords extérieurs 41 qui ne reçoivent aucun brossage. Ce système réalise ainsi une transition ou accumulation progressive d'oxyde provenant de la zone centrale bien brossée jusqu'aux bords extérieurs qui ne reçoivent aucun brossage.
La figure 4 représente une variante supplémentaire d'agencement dans laquelle une seule brosse cylindrique 42 s'étend sensiblement sur toute la largeur du rouleau 12 mais laisse deux parties formant bords 43 du rouleau qui sont brossées par un couple de brosses cylindriques de bord 44. L'action de brossage des brosses de bord 44 peut être modifiée en réglant l'angle d'application des brosses comme l'indiquent les flèches 45 et/ou la pression d'application de ces dernières pour commander l'épaisseur de la couche d'oxyde au niveau des deux zones d'extrémité de rouleau 42. Un ajustement de ce type pourrait être exécuté de façon continue pendant la coulée en réponse à des mesures du profil de bande, par exemple par un balayage aux rayons X, de façon à réaliser une commande asservie des brosses de bord pour maintenir un profil de bande constant.
La figure 5 représente une courbe de température de surface de rouleau de coulée classique subie lors de la coulée d'une bande d'acier dans un dispositif de coulée à deux rouleaux. Cette figure trace la température de surface de rouleau telle que mesurée à différentes distances depuis une extrémité particulière du rouleau telle que mesurée à une position de 270 0 à partir du pincement. Elle montre clairement la chute de température très significative vers l'extrémité du rouleau, provoquée au moins en partie par la séparation de la coquille se solidifiant du rouleau à cause de modifications dimensionnelles des coquilles se rétrécissant et du rouleau se dilatant.
La figure 6 trace des valeurs mesurées du facteur K lors de la coulée d'une bande d'acier, les rouleaux étant soumis à un brossage et à l'absence de brossage, et également les surfaces de coulée ayant des textures différentes. La ligne supérieure se rapporte à des valeurs obtenues en utilisant une texture à rainures circonférentielles ayant un pas de 180 microns et une profondeur de 20 microns. La ligne inférieure rejoint des valeurs obtenues en utilisant une surface texturée formée par des rainures au même pas de 180 microns mais avec une profondeur beaucoup plus grande de 60 microns. On va voir que l'on peut obtenir un facteur K beaucoup plus élevé avec la texture plus lisse. Les figures 7, 8 et 9 représentent la manière avec laquelle ces résultats se traduisent par une modification de la courbe pour le facteur K, le flux de chaleur et l'épaisseur de coquille dans la zone d'extrémité d'un rouleau de coulée. Dans chacune de ces figures, la ligne pleine représente la courbe respective subie par un rouleau standard ayant une texture constante de rainures ayant un pas de 180 microns et une profondeur de 60 microns et avec un brossage constant tout au long de sa largeur. Les lignes en pointillés indiquent la courbe améliorée que l'on peut obtenir par l'intermédiaire de l'utilisation de la texture plus lisse (pas de 180 microns et profondeur de 20 microns) dans les zones d'extrémité du rouleau, la courbe améliorée que l'on peut obtenir en laissant les zones d'extrémité du rouleau non brossées et la courbe extrêmement améliorée que l'on peut obtenir s'il y a à la fois une variation de texture et une variation de brossage selon la présente invention.
Comme le montre la figure 8, avec un rouleau à texture constante standard et un brossage uniforme, les valeurs de flux de chaleur moyen au niveau des bords des rouleaux chutent à environ 80 W des valeurs au niveau de la partie médiane du rouleau. En réalisant une texture de rainure de 20 microns de profondeur et 180 microns de pas au niveau des extrémités du rouleau, la valeur de flux de chaleur au niveau de l'extrémité du rouleau est environ 90 W de la valeur au niveau de la partie médiane du rouleau. En ne réalisant pas de brossage au niveau des extrémités du rouleau standard, les valeurs de flux de chaleur au niveau de l'extrémité du rouleau pourraient s'élever jusqu'à environ 93 W des valeurs au niveau de la partie médiane du rouleau. En réalisant à la fois une modification de texture et aucun brossage au niveau de l'extrémité du rouleau, les valeurs pourraient s'élever à plus de 97 W des valeurs au niveau de la partie médiane du rouleau.
La figure 10 représente l'effet d'enveloppement de surfaces de rouleau de coulée texturées de deux textures différentes par du gaz hélium en comparaison à des essais de contrôle utilisant de l'argon comme gaz d'enveloppement. Ces résultats montrent que l'enveloppement avec du gaz hélium va augmenter le facteur K de jusqu'à 4 mm/min1/2 en moyenne sur la totalité du rouleau. L'effet est supérieur à celui que l'on peut obtenir en ne brossant pas le rouleau. Par conséquent, il est possible, en appliquant des jets de gaz hélium aux parties d'extrémité des rouleaux, de parvenir à une suppression significative de l'atténuation de température et de facteur K au niveau des bords du rouleau.
Les figures 11 et 12 représentent des graphiques en barres affichant les résultats de calculs effectués pour prédire l'effet du transfert de chaleur augmenté au niveau des bords du rouleau, obtenus par une texture variable et en ne brossant pas les bords. La figure 13 prédit l'effet d'une atténuation de température de surface du rouleau et la figure 14 prédit l'atténuation du facteur K, du flux de chaleur et de l'épaisseur de coquille au niveau des bords du rouleau.
Les figures 13 et 14 présentent les résultats de contrôle exécutés pour prouver l'efficacité de la variation de texture au niveau des extrémités du rouleau pour maîtriser l'atténuation de la température et du facteur K. Des expériences de coulée de contrôle sont exécutées avec un rouleau ayant une texture de surface standard tout au long de sa largeur. La rugosité tout au long du rouleau est Ra5. L'atténuation de température de surface de rouleau au niveau des bords du rouleau est comprise entre 20 % et 25 W. Les atténuations calculées de facteur K, de flux de chaleur et d'épaisseur de coquille sont comprises entre 25 W et 30 W. La texture de surface du rouleau dans une zone de 60 mm le plus près des bords du rouleau est modifiée pour avoir un Ra inférieur ou égal à Ral. Des expériences de coulée ont prouvé que cela réduit l'atténuation de température de surface de rouleau mesurée au niveau des bords du rouleau à 10 % (figure 13). Les atténuations calculées de facteur
K, de flux de chaleur et d'épaisseur de coquille au niveau des bords du rouleau sont réduites à 12 % (figure 14).
L'appareil représenté et les résultats ont été proposés à titre d'exemple seulement et l'invention n'est pas limitée à ces derniers. On appréciera que d'autres systèmes de nettoyage variable de rouleau puissent être inventés. Par exemple, les brosses, comme le montrent les figures 2 et 3, pourraient être soumise à un mouvement de va-et-vient pour réaliser une accumulation davantage progressive d'oxyde entre la partie médiane du rouleau de coulée et les parties d'extrémité. En variante, une seule brosse oscillante pourrait réaliser la progression nécessaire du brossage tout au long de la totalité du rouleau. Il serait également possible de proposer une brosse cylindrique dans laquelle les poils sont mis en forme en un profil non cylindrique de façon à modifier l'efficacité du brossage tout au long du rouleau. De plus, il serait possible d'utiliser d'autres techniques de nettoyage telles qu'un soufflage avec une matière abrasive.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.

Claims (22)

REVENDICATIONS
1. Procédé de coulée de bande de métal comprenant l'application de métal en fusion (30) à une surface en fonte durcie (12a) d'un rouleau de coulée rotatif (12), provoquant la solidification du métal en fusion sur la surface du rouleau de coulée (12a), et l'enlèvement du métal solidifié de la surface du rouleau de coulée (12a) sous forme de bande (19), provoquant la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface de rouleau de coulée (12a) et le métal en fusion (30) le long du rouleau (12) de façon à favoriser de manière sélective le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau de coulée (12a).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que le fait de favoriser le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau de coulée (12a) est suffisant pour rendre le flux de chaleur moyen (tel que défini dans ce document) au niveau des bords de la surface du rouleau (12a) égal à environ 90 W ou plus du flux de chaleur moyen au niveau de la partie médiane de la surface du rouleau (12a).
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé de plus en ce que les conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface du rouleau de coulée (12a) et le métal en fusion (30) peuvent être modifiées en maîtrisant l'état d'oxyde le long du rouleau (12).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé de plus par l'étape de nettoyage de la surface du rouleau (12a) pour retirer une matière d'oxyde métallique de cette dernière à un emplacement séparé de la zone au niveau de laquelle la surface du rouleau (12a) est en contact avec ledit métal (30), et de modification du nettoyage le long du rouleau (12) de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a) retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que la partie médiane de la surface du rouleau (12a).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé de plus en ce que le métal en fusion est de l'acier et en ce que la matière d'oxyde métallique comprend des particules d'oxyde de fer.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé de plus en ce que l'acier comprend du silicium, du manganèse et de l'aluminium et en ce que la matière d'oxyde métallique comprend également des oxydes de ces métaux.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé de plus en ce que le nettoyage de la surface du rouleau (12a) est effectué par brossage
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé de plus en ce que le brossage est exécuté par une ou plusieurs brosses allongées (31, 32 ; 37, 38 ; ou 42, 44) s'étendant le long du rouleau et efficaces pour brosser la partie médiane de la surface du rouleau (12a) de manière plus efficace que les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé de plus en ce que les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a) comprennent des marges extérieures qui ne sont soumises à aucun brossage.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé de plus en ce que l'on modifie progressivement l'efficacité du brossage le long de la surface du rouleau (12a) depuis la partie médiane du rouleau jusqu'aux parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a) de façon à produire une accumulation progressive de matière d'oxyde vers les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé de plus en ce que la surface de coulée (12a) est réalisée avec une texture variable pour provoquer ou améliorer la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre cette surface et le métal en fusion.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé de plus en ce que la surface de rouleau de coulée (12a) a des parties d'extrémité qui ont une texture plus lisse que la partie médiane.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé de plus en ce que la texture variable est obtenue en usinant des rainures circonférentielles à différentes profondeurs dans les parties respectives de la surface du rouleau (12a).
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé de plus en ce que la surface du rouleau de coulée (12a) est texturée et les conditions de transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité du rouleau sont modifiées en appliquant des jets de gaz hélium à ces parties de la surface du rouleau, de sorte que le gaz en devenant entraîné dans la texture améliore le flux de chaleur.
15. Dispositif de coulée de bande pour couler une bande de métal comprenant un rouleau de coulée (12) et des moyens de délivrance de métal (13, 14, 15, 16) pour délivrer du métal en fusion (30) sur une surface de coulée (12a) du rouleau de coulée (12), caractérisé par des moyens pour provoquer la modification des conditions de transfert de chaleur au niveau de l'interface entre la surface de rouleau de coulée (12a) et le métal en fusion (30) le long du rouleau (12) de façon à favoriser de manière sélective le transfert de chaleur au niveau des parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a).
16. Dispositif de coulée de bande selon la revendication 15, caractérisé de plus en ce que lesdits moyens pour provoquer la modification des conditions de transfert de chaleur comprennent un dispositif de nettoyage de rouleau (21) pour nettoyer la surface du rouleau (12a) en enlevant la matière d'oxyde au niveau d'un emplacement séparé de la zone au niveau de laquelle la surface du rouleau (12a) est en contact avec ledit métal (30), dans lesquels le dispositif de nettoyage de rouleau (21) est efficace pour nettoyer la surface du rouleau (12a) de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a) retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que la partie médiane de la surface du rouleau (12a).
17. Dispositif de coulée de bande selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé de plus en ce que les moyens pour provoquer la modification des conditions de transfert de chaleur comprennent une texture variable sur la surface du rouleau de coulée (12a) de sorte que les parties d'extrémité de la surface (12a) sont plus lisses que la partie médiane.
18. Dispositif de coulée de bande à deux rouleaux comprenant un couple de rouleaux de coulée (12) formant un pincement (17) entre eux, une buse de délivrance de métal (16) pour délivrer du métal en fusion au pincement (17) entre les rouleaux de coulée pour former une cuvette de coulée de métal en fusion (30) dans le pincement, et un couple de dispositifs de nettoyage de rouleau (21) pour nettoyer les rouleaux (12) par enlèvement de matière d'oxyde au niveau d'emplacements séparés de manière circonférentielle par rapport aux rouleaux (12) à partir du pincement (17), caractérisé en ce que chaque dispositif de nettoyage (21) est efficace pour nettoyer la surface de rouleau respective (12a) de sorte que les parties d'extrémité de la surface du rouleau (12a) retiennent plus de matière d'oxyde sur cette dernière que la partie médiane de la surface du rouleau (12a).
19. Dispositif de coulée de bande à deux rouleaux selon la revendication 18, caractérisé de plus en ce que les dispositifs de nettoyage de rouleau (21) comprennent des brosses allongées (31, 32 ; 37, 38 ; ou 42, 44) s'étendant le long des rouleaux (12) et venant en contact avec les rouleaux (12) au niveau desdits emplacements.
20. Dispositif de coulée de bande à deux rouleaux selon la revendication 19, caractérisé de plus en ce que chaque dispositif de nettoyage (21) comprend un couple de brosses (31, 32 ; ou 37, 38) agencées pour se chevaucher de sorte que la partie médiane de la surface du rouleau (12a) est brossée par les deux brosses alors que les parties d'extrémité (34 ou 40 > de la surface du rouleau (12a) sont en contact avec seulement l'une des brosses.
21. Dispositif de coulée de bande à deux rouleaux selon la revendication 20, caractérisé de plus en ce que chaque partie d'extrémité de la surface du rouleau (12a) comprend une zone extérieure (41) qui n'est pas en contact avec l'une ou l'autre des brosses.
22. Dispositif de coulée de bande à deux rouleaux selon la revendication 19, caractérisé de plus en ce que chaque dispositif de nettoyage (21) comprend une brosse principale (42) s'étendant d'un bout à l'autre de la partie médiane de la surface du rouleau (12a) et un couple de brosses latérales (44) pour venir en contact avec les parties d'extrémité (43) de la surface du rouleau (12a) de façon à réaliser un brossage plus léger que la brosse principale (42).
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