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RÉSUMÉ
Le principe de la coulée continue est de solidifier une barre de longueur infinie dans une lingotière sans fond. Puis on l’extrait dès que sa peau est suffisamment résistante, en continuant à la refroidir énergiquement par l’extérieur jusqu'à complète solidification. Cet article présente les aspects fondamentaux de la coulée continue, ainsi que les nuances que l'on peut obtenir par cette technique.
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Jeanne CHONÉ : Ingénieur consultante Valor Choné Consulting
INTRODUCTION
avec la participation de Jean-Luc JACQUOT et Gérard LESOULT
Les propriétés d’emploi des aciers dépendent, en premier lieu, de leur composition chimique, ajustée en phase liquide. La solidification se fait ensuite sous une forme aussi proche que possible du produit final souhaité : en brames pour des produits plats tels que plaques ou tôles, en blooms ou billettes pour les produits longs laminés à chaud.
La coulée continue (CC) est l’étape de solidification de l’acier. Les meilleures performances des futurs produits sont atteintes après une déformation à chaud des demi-produits solidifiés pour pallier à certaines hétérogénéités héritées de la coulée : géométrie, aspect de surface, santé interne, propriétés mécaniques en particulier (figure 1).
L’idée de base originale de la coulée en continu (figure 1) est de solidifier une barre de longueur infinie dans une lingotière sans fond, de l’extraire dès que sa peau est suffisamment résistante et de continuer à la refroidir énergiquement par l’extérieur jusqu’à complète solidification. On alimente ainsi en continu un puits de liquide dont les parois sont de plus en plus épaisses et de plus en plus rigides, parois qui permettent l’extraction de la barre.
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- Version archivée 1 de juil. 1989 par Joseph FARHI
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Aciers coulés en continu : principales nuances, limitations analytiques1. Métallurgie tertiaire (de la poche à la lingotière)
La composition chimique de l’acier liquide, la température au moment de la solidification et le contenu inclusionnaire influencent particulièrement l’homogénéité des produits solidifiés.
L’article Métallurgie Secondaire [M 7 750], réf. [4] traite le sujet de la préparation de l’acier avant d’arriver à la coulée continue. Les articles Solidification, Macrostructure et qualité des produits [M 59] réf. [9] et Cristallographie et microstructures [M 58] réf. [26] traitent des aspects fondamentaux de la solidification. Les aspects particuliers de la solidification liés aux opérations de coulée en continu sont les seuls à être traités ici.
On appelle métallurgie tertiaire l’ensemble des pratiques opératoires entre poche et lingotière permettant de limiter les pertes thermiques de l’acier, de le protéger contre les pollutions diverses : N2 , H2 , O2 et de laisser une dernière chance aux inclusions non métalliques de décanter avant de se laisser piéger par la solidification.
Les éléments en jeu en métallurgie tertiaire, présentés (figure 2) concernent :
-
le jet poche-répartiteur ;
-
le répartiteur ;
-
le jet répartiteur-lingotière.
1.1 Jet poche-répartiteur
La poche est munie à sa base d’un trou pour l’écoulement d’acier dont l’ouverture est commandée à distance par l’ouverture d’une « busette à tiroir ». Le jet peut être éclaté, en particulier au début d’une coulée, à l’ouverture de la poche.
Une protection par un tube réfractaire pour éviter la réoxydation au contact de l’atmosphère est le plus souvent utilisée...
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