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REGLAGE DU MODE DE BRASSAGE ELECTROMAGNETIQUE SUR LA
HAUTEUR D'UNE LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE.
La présente invention a trait à la coulée continue de produits métalliques
plats,
en acier en particulier. Plus particulièrement, l'invention concerne la
gestion des
mouvements de circulation du métal liquide coulé au sein de la lingotière de
coulée par
mise en oeuvre de forces électromagnétiques en vue de l'amélioration de la
qualité des
produits coulés et/ou de la productivité de l'installation de coulée.
On rappelle que l'on entend par produits "plats", les brames, bramettes,
brames
minces... ou tout autre format de section droite "allongée", c'est-à-dire dont
la largeur
est au moins le double de l'épaisseur.
Les lingotières avec lesquelles les produits plats sont coulés comportent
classiquement deux grandes faces (ou parois) en cuivre ou alliage de cuivre,
énergiquement refroidies par circulation d'eau à leur contact, et disposées en
vis à vis
l'une de l'autre à une distance défmissant l'épaisseur du produit coulé. Ces
parois de
pleine face sont complétées en bout par deux petites parois latérales de sorte
à former un
espace de coulée étanche reproduisant la section rectangulaire voulue. Un
système de
refroidissement des parois, comprenant chambres à eau et canaux de
refroidissement,
est prévu pour assurer, via ces parois, une extraction calorifique hors du
métal coulé
suffisante. Est suffisante, une extraction de chaleur qui conduit, à la sortie
de la
lingotière, à la formation d'une peau de métal solidifiée au contact de ces
parois
refroidies régulière sur son pourtour et épaisse de quelques centimètres afm
de conférer
au produit coulé une enveloppe mécaniquement résistante pour permettre sa
solidification complète sous traction dans les étages inférieurs du
refroidissement
secondaire (jets d'eau directs) de la machine de coulée.
Comme on le sait, la surface libre du métal coulé en lingotière (surface que
l'on
désignera par la suite par le vocable "ménisque", couramment admis par
commodité de
langage) est généralement recouverte par un laitier de couverture. La coulée
s'effectue
dès lors à l'aide d'une busette immergée, plongeant de quelques dizaines de
centimètres
sous le ménisque en lingotière, et pourvue à son extrémité de sortie d'ouïes
latérales par
lesquelles le métal liquide jaillit en direction des petites faces de la
lingotière.
Plus personne n'ignore aujourd'hui l'importance de l'influence, tant sur la
qualité
métallurgique du métal coulé (propreté inclusionnaire comprise) que sur la
réussite de
l'opération de coulée elle même ou sa productivité, des écoulements du métal
en fusion
au sein de la machine de coulée.
C'est la raison pour laquelle, depuis plus de trente ans maintenant, et avec
des
fortunes diverses mais toujours probantes techniquement, les procédés de
coulée
continue de l'acier mettent constamment en oeuvre des forces
électromagnétiques visant
à contraindre ces écoulements du métal liquide selon des modes circulatoires
variés et
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dont, selon les cas et les effets recherchés, certains sont estimés plus
appropriés que
d'autres.
Le brassage électromagnétique ainsi mis en oeuvre peut se faire déjà au niveau
de la lingotière elle-même et/ou au niveau de la zone du refroidissement
secondaire de
la machine de coulée.
Dans le cas du brassage en lingotière, le champ magnétique agissant au travers
des grandes parois en cuivre, est produit par des inducteurs qui se trouvent
soit
directement immergés dans la chà.mbre à eau supérieure de la lingotière, soit
caissonnés
et donc dotés de leur propre circuit de refroidissement.
Plusieurs types de brassage électromagnétique en lingotière sont aujourd'hui
pratiqués. On peut les schématiser brièvement de la manière suivante:
Un premier type (voir par exemple JP 1 228 645 ou EP 0750958) consiste en un
mouvement giratoire du métal en fusion au niveau du ménisque autour de l'axe
de
coulée, ce afin d'améliorer la qualité de la surface des produits coulés. Pour
ce faire, ,
des champs magnétiques glissants horizontalement sont appliqués dans la région
du
ménisque selon toute la largeur des grandes faces de la lingotière et dont le
sens de
glissement est inversé entre une grande face et l'autre. Pour ce faire, un
couple
d'inducteurs polyphasés de structure plane, de type "stator de moteur linéaire
asynchrone", est monté dans la partie haute de la lingotière, chaque inducteur
se
développant sur toute la largeur de la grande face.
Un second type de brassage préconisé consiste à positionner les inducteurs à
peu
près à mi-hauteur de la lingotière afm de pouvoir appliquer, au niveau des
ouïes de
sortie de la busette immergée cette fois, un champ magnétique glissant selon
les demi-
largeurs des grandes faces. Ce champ est produit par des inducteurs plans
polyphasés
montés en regard des grandes faces de la lingotière, à raison cette fois de
deux paires
d'inducteurs, une paire par grande face, les inducteurs formant une paire
étant disposés
symétriquement de part et d'autre de l'axe de coulée défmi par la busette et
couvrant
chacun approximativement une demi-largeur de la grande face. L'ensemble formé
par
ces quatre inducteurs est connecté à une ou plusieurs alimentations
électriques
polyphasées qui pilotent le tout en cohérence. Ainsi, le champ magnétique
produit glisse
en sens opposé sur les deux inducteurs d'une même paire et dans le même sens
sur les
inducteurs des faces différentes disposés en regard l'un de l'autre de part et
d'autre du
produit coulé.
Dans une première version, souvent désignée sous le vocable EMLA (voir par
exemple EP 1551580), le champ glisse vers l'extérieur, c'est-à-dire de la
busette vers les
petites faces de la lingotière, donc en co-courant des jets de métal en fusion
arrivant en
lingotière par les ouïes de la busette. Le but premier dans ce cas est de
promouvoir, ou
stabiliser, une configuration dite "double boucle" de circulation de l'acier
liquide dans la
lingotière. Une configuration de type "double boucle" s'avère favorable en
particulier à
un apport régulier de calories dans la région du ménisque, lequel tend
naturellement à se
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refroidir par déperdition thermique au cours de la coulée malgré la présence
du laitier de
couverture.
Dans une autre version, désignée, elle, par le vocable EMLS (voir par exemple
EP 0 550 785), le champ magnétique glisse cette fois vers l'intérieur, des
petites faces
latérales vers la busette donc, à savoir à contre-courant des jets de métal
arrivant en
lingotière. Le but dans ce cas est de "freiner" les jets de métal de manière à
atténuer leur
vigueur afin de diminuer les fluctuations de niveau du ménisque et des
tourbillons
provoqués par une vitesse d'écoulement trop importante.
Ces différents exemples, bien entendu, ne constituent pas une liste exhaustive
des pratiques possibles de brassage électromagnétique en lingotière de coulée
continue
actuellement à la disposition du métallurgiste. Ils représentent néanmoins les
deux
grandes classes de brassage actuellement préconisées pour la coulée des
produits plats
(rotation au ménisque ou assistance aux jets de sortie de la busette en
freinage ou
accélération) et auxquelles se trouve confronté le métallurgiste lorsqu'il
doit effectuer un
choix en faveur d'une technologie et renoncer à l'autre. A ce jour en effet,
chaque
technologie de brassage est exclusivement, ou quasi-exclusivement, dédiée à
l'un de ces
deux modes de brassage précités, de sorte que le choix d'un équipement de
brassage est
contraignant, car sélectif du seul mode de brassage que cet équipement
autorisera, dans
de bonnes conditions opératoires en tous cas.
L'invention a pour objectif de palier cet inconvénient en proposant pour la
coulée continue- de produits plats un outil de brassage électromagnétique
simple mais
polyvalent.
A cet effet, l'invention a pour objet un réglage du mode de brassage
électromagnétique du métal liquide sur la hauteur d'une lingotière de coulée
continue de
produits métalliques plats à busette immergée dotée d'ouïes de sortie latérale
dirigées
vers les petites parois de la lingotière, ladite lingotière étant équipée, sur
chacune de ses
grandes faces, d'une paire d'inducteurs linéaires polyphasés à champ
magnétique
glissant horizontalement selon la largeur de ladite grande face et disposés de
part et
d'autre de l'axe de coulée défini par la busette, chaque inducteur étant
connecté à une
alimentation électrique qui pilote l'ensemble des quatre inducteurs en
cohérence, réglage
caractérisé
- en ce que, les inducteurs étant montés coulissants selon la hauteur de la
lingotière,
on passe, par translation verticale desdits inducteurs, d'une position
fonctionnelle basse
PB, agissant au niveau des ouïes de sortie de la busette de coulée, dans
laquelle le sens
de glissement du champ est inversé entre les inducteurs d'une même paire et
conservé
entre les deux inducteurs en regard l'un de l'autre sur deux paires
différentes, à une
position fonctionnelle haute PH, agissant au niveau du ménisque du métal
liquide en
lingotière, dans laquelle le champ glisse dans le même sens sur les inducteurs
d'une
même paire et en sens opposé entre les deux paires, et réciproquement;
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- et en ce que, lors du passage d'une position fonctionnelle à l'autre, on
inverse le
sens de glissement du champ magnétique de l'un seulement des deux inducteurs
d'une
même paire ainsi que de celui, parmi les deux inducteurs de l'autre paire, qui
est son
symétrique par rapport à l'axe de coulée.
Ainsi, l'invention consiste, sur la base d'un équipement électromagnétique
formé
classiquement par quatre inducteurs linéaires à champ glissant horizontalement
disposés
de part et d'autre de l'axe de coulée sur chacune des grandes faces de la
lingotière, à
prévoir
- un montage mobile de cet équipement selon la direction verticale, c'est-à-
dire selon la
hauteur de la lingotière (à l'aide par exemple de vis sans fm, de vérins
hydrauliques, de
pignons-crémaillères, ou de tout autre moyen adapté),
- et un moyen basculeur de courant au niveau de l'alimentation électrique
permettant
d'inverser le sens de glissement du champ magnétique produit par au moins deux
inducteurs parmi les quatre, l'un une fois choisi sur une grande face, l'autre
étant alors
choisi sur l'autre grande face en position symétrique par rapport à l'axe de
coulée.
Dès lors, comme on l'aura sans doute déjà compris, on peut aisément avec un
seul et même équipement de brassage électromagnétique
- soit assister en co-, ou contre-courant (EMLA ou EMLS) les jets de métal
entrant en
lingotière au niveau des ouïes de sortie de la busette de coulée (position
d'action basse
PB de l'équipement au voisinage du milieu de la lingotière),
- soit mettre le métal liquide coulé en rotation autour de l'axe de coulée au
niveau du
ménisque en lingotière (position d'action haute PH de l'équipement).
En complément, l'invention a également pour objet un équipement de brassage
électromagnétique pour lingotière de coulée continue de produits métalliques
plats pour
la mise en uvre de cette méthode comprenant:
- une batterie d'au moins quatre inducteurs linéaires à champ magnétique
glissant,
- au moins une alimentation électrique polyphasée alimentant lesdits
inducteurs et
pourvue d'un inverseur pour au moins deux des quatre inducteurs;
- et des moyens motorisés de montage mobile de ladite batterie sur la
lingotière de
coulée continue destinée à la recevoir, lesdits moyens étant aptes à assurer
une
translation verticale de la batterie entre au moins deux positions
fonctionnelles PH et PB
distantes l'une de l'autre selon la hauteur de la lingotière;
On observera qu'il existe déjà dans l'art antérieur des lingotières de coulée
continue permettant de modifier verticalement la position d'un équipement de
brassage
électromagnétique incorporé. Mais, de telles lingotières sont destinées à la
coulée
continue de blooms ou de billettes, c'est à dire à des produits longs et
l'inducteur
concerné est, par voie de conséquence, unique, annulaire et exclusivement
dédié à une
mise en rotation du métal coulé (cf. USP 4.957.156 ou EP 0 778 098).
En ce qui concerne les produits plats, il existe déjà des équipements
permettant
d'appliquer un champ magnétique à différentes hauteurs de la lingotière. Le
document
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WO 99-11404 décrit par exemple une installation de ce type. On observera
cependant
que ce type d'installation propose en fait de disposer plusieurs jeux
d'inducteurs, montés
fixes, les uns au dessus des autres, le long des grandes parois de la
lingotière.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront
plus
5 clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en
référence aux
planches de dessins annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique générale en élévation de profil d'une
lingotière de
coulée continue de brames en acier équipée des moyens selon l'invention;
- la figure 2 montre schématiquement, dans un plan vertical médian passant par
l'axe de
coulée et parallèle aux grandes faces de la lingotière, les deux positions
fonctionnelles
haute PH et basse PB de la batterie d'inducteurs mobile selon la hauteur de la
lingotière; -
- la figure 3(partie 3a et partie 3b) est une représentation analogue à celle
de la figure 2,
mais selon une vue parallèle cette fois aux petites faces de la lingotière;
- la figure 4 est un schéma de principe montrant, vu de dessus de la
lingotière, le mode
d'action des inducteurs à champ magnétique glissant lorsque ceux-ci se
trouvent en
position fonctionnelle haute PH;
- les figures 5a et 5b montrent respectivement, selon une vue analogue à la
figure 4, le
mode d'action des inducteurs à champ magnétique glissant lorsque ceux-ci se
trouvent
en position fonctionnelle basse PB.
Sur les figures, les mêmes éléments sont désignés sous des références
numériques identiques.
On aura compris que la mise en oeuvre de l'invention consiste à permettre aux
inducteurs de coulisser verticalement le long de la grande face de la
lingotière en
modifiant, par la même occasion, certaines de leurs connexions à
l'alimentation
électrique afin de modifier leur action de brassage selon l'endroit en hauteur
où ils se
trouvent.
La figure 1, représentant une lingotière 1 pour la coulée de brames en acier
2,
illustre de façon générale les moyens de mise en oeuvre de l'invention. De
manière
classique, cette lingotière comprend deux paires de plaques (deux grandes
plaques 3 et
deux petites 4) en cuivre, ou alliage de cuivre, refroidies par une vigoureuse
circulation
d'eau contre leur surface externe depuis une chambre d'arrivée d'eau
inférieure 20
jusqu'à une chambre d'évacuation d'eau supérieure 21. L'assemblage jointif et
étanche
de l'ensemble de ces quatre plaques défmi l'espace de coulée, de forme
rectangulaire
allongée. On qualifiera de forme" allongée", une géométrie du format de coulée
dont les
grands côtés ont une longueur au moins double de celle des petits côtés.
L'espace de coulée de la lingotière est alimentée en métal liquide par une
busette
immergée 5 centrée sur l'axe de coulée A et dont l'extrémité haute est fixée
étanche sur
l'ouverture de fond d'un répartiteur (non représenté) placé au-dessus à courte
distance.
L'extrémité basse libre de la busette, mieux visible sur les figures 2 et 3,
est pourvue
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d'ouïes de sortie latérales 17 dirigées vers les petites faces 4. Cette
extrémité plonge
classiquement dans la lingotière à une profondeur d'environ 15 à 30 cm sous la
surface
libre 9 (ou ménisque) de métal en fusion en lingotière, soit environ 25 à 40
centimètres
au-dessous du bord supérieur des plaques de cuivre.
Une unité de brassage électromagnétique 6, reliée à une alimentation
électrique
7, bi ou triphasée, est montée en regard des grandes faces 3 de la lingotière.
Plus
précisément, cette unité de brassage est montée dans la niche habituellement
laissée
disponible entre la chambre à eau supérieure 21 et la chambre à eau inférieure
d'arrivée
20, chambres présentent toutes deux sous forme de caissons, d'une vingtaine de
cm de
hauteur chacun, placés juste derrière les portions terminales des grandes
plaques 3.
L'alimentation électrique 7 intègre un convertisseur afin de pouvoir faire
varier
la fréquence du courant. C'est en effet par le choix de la fréquence du
courant
d'excitation des inducteurs que l'on fixe la vitesse de glissement du champ
magnétique
produit. Le réglage de l'intensité de ce courant permet, lui, d'ajuster
l'intensité du champ
magnétique.
L'unité de brassage électromagnétique 6 comprend une batterie de quatre
inducteurs linéaires (10a, lOb, et 11a, 11b), de préférence identiques, de
structure du
type "stator de moteur linéaire asynchrone". Il s'agit d'inducteurs, plans de
préférence,
de technologie classique, à pôles magnétiques saillants bobinés de forme
allongée selon
la verticale et rangés parallèlement les uns aux autres selon la longueur de
l'inducteur,
laquelle est déterminée de manière à pouvoir couvrir approximativement une
demi-
largeur des grandes plaques 3 de la lingotière. Les bobinages qui entourent
les pôles
magnétiques sont formés avantageusement par des conducteurs creux refroidis
par
circulation interne d'un fluide de refroidissement, de l'eau traitée de
préférence. Ils
possèdent ainsi leur propre circuit de refroidissement, indépendamment donc de
celui de
la lingotière qui les accueille. Ces inducteurs font entre 200 et 300 mm de
haut environ
pour ce qui concerne leur partie active (faces polaires des pôles), soit entre
400 et 500
mm hors tout, compte tenu des têtes de bobines qui dépassent de part et
d'autre des
pôles.
Les quatre inducteurs sont regroupés deux à deux par paires 10 et 11, à raison
d'une paire d'inducteurs pour chaque grande face 3 de la lingotière. Les
inducteurs d'une
paire sont disposés de part et d'autre de la busette 5, et les deux paires se
font face de
part et d'autre du produit coulé 2. Les inducteurs d'une même paire sont
solidarisés à
distance l'un à l'autre (une dizaine de cm) par des attaches 19 pour former un
ensemble
mécaniquement rigide.
Ils sont connectés individuellement à l'alimentation électrique 7. Un
basculeur 8
est prévu au niveau de cette alimentation pour permettre d'inverser le sens du
courant,
donc du glissement du champ magnétique produit, dans au moins deux inducteurs
de
paires différentes.
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Conformément à l'invention, les inducteurs sont montés mobiles en translation
verticale sur la lingotière. L'usage de moyens de déplacement classiques de
charges
pesantes, tels que vérins hydrauliques, système à pignon-crémaillère, vérins
mécaniques
comme des vis sans fm motorisées 16,etc...est parfaitement possible et même
conseillé.
Leur amplitude de fonctionnement doit cependant être apte à permettre le
déplacement
de la batterie d'inducteurs 6 sur 10 ou 20 cm environ, guère plus.
L'expérience a montré
en effet que ce relativement faible débattement en hauteur suffisait pour
permettre aux
moyens de l'invention d'agir avec la sélectivité requise sur le métal liquide
en lingotière
comme on va le voir plus en détail par la suite.
Le déplacement des inducteurs se faisant verticalement, on a avantage, en
raison
d'un poids de plusieurs tonnes de l'ensemble mobile, à prévoir, de part est
d'autre de
chaque paire d'inducteurs, des rampes de guidage 13 qui coopèrent avec des
oeillets 15
prévus à cet effet aux extrémités haute et basse des bords extérieurs de
chaque
inducteur pour assurer la translation correcte de la batterie d'inducteurs.
Cette translation verticale est assurée par des moyens de commande motorisés
comprenant une unité de commande 14 proprement dite, ordonnant la mise en
marche
de vérins hydrauliques ou, comme exemplifié ici, de moteurs électriques
réversibles 16
montés à une extrémité des vérins à vis 12. Sont ainsi assurées, par mise en
rotation
axiale des vis sans fm 12, les translations verticales de la batterie 6
d'inducteurs entre
une position fonctionnelle haute agissant au niveau du ménisque 9, et une
position
fonctionnelle basse agissant au niveau des ouïes de sortie de la busette 5.
Cette unité 14 est reliée à l'alimentation électrique 7 pour activer le
basculeur 8
lors de ces translations et assurer ainsi les inversions nécessaires des
connexions des
enroulements des inducteurs aux phases de l'alimentation électrique. Chaque
inducteur
produisant en effet par construction un champ magnétique glissant
horizontalement sur
une demie largeur, et une seule, des grandes faces 3 de la lingotière, selon
la façon dont
sa connexion électrique est agencée, ce champ va se diriger soit vers
l'extérieur (de la
busette à la petite face), soit vers l'intérieur (de la petite face vers la
busette).
Pour ce qui suit, on se référera conjointement aux figures 2 à 5 afin d'avoir
une
approche plus complète des moyens mis en oeuvre pour la réalisation de
l'invention.
On commence par donner quelques précisions dimensionnelles, utiles pour la
bonne intelligence de l'invention. Il faut auparavant souligner que la
position
fonctionnelle des inducteurs sur la hauteur de la lingotière, position mobile
par nature
conformément à l'invention, comporte des limites de course bien entendu
contraintes
par la taille en hauteur des inducteurs eux-mêmes et par l'encombrement des
organes de
la lingotières présents à cet endroit, la chambre à eau supérieure notanzment.
Une lingotière actuelle de coulée continue de brames d'acier présente une
longueur autour de 900 mm. Ses caissons à eau supérieur 21 et inférieur 20
font, eux, à
peu près 200 mm de haut. La niche disponible entre eux est donc 500 mm. Si les
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inducteurs font 400 mm de haut, cette niche est de taille suffisante pour les
recevoir et
autoriser leur débattement en hauteur sur une distance d'une dizaine de cm.
Il se trouve qu'une telle amplitude de déplacement est suffisante pour la mise
en
oeuvre de l'invention. Toutefois, il est parfaitement possible de l'augmenter
d'une
dizaine de cm vers le haut en réduisant d'autant la hauteur du caisson à eau
supérieur 21
sans nuire pour autant à l'efficacité du refroidissement de la lingotière.
C'est sur cette
variante de construction qu'ont été faites les figures jointes. On se dote
ainsi d'une
amplitude de mobilité en hauteur d'une vingtaine de centimètres, ce qui va
bien entendu
dans le sens d'une plus grande sélectivité des actions respectives de brassage
du métal
coulé recherchées au niveau du ménisque ou au niveau des ouïes de sortie de la
busette.
Pour décrire géométriquement cette mobilité, on convient de retenir le point
milieu en hauteur de la partie active des inducteurs comme repère de niveau.
C'est un
choix arbitraire. On pourrait bien entendu choisir un autre repère sur
l'inducteur, par
exemple son bord supérieur, sans que cela change quoi que ce soit à la mise en
oeuvre
de l'invention ou à sa compréhension.
Ainsi, lorsque la batterie d'inducteurs 6 est remontée au maximum jusqu'à
venir
en butée contre le fond du caisson supérieur 21, la configuration de brassage
est en
position fonctionnelle haute PH. Dit autrement, le point repère, milieu des
parties
actives, vient se placer à une cote en hauteur notée PH. Bien que cette partie
active des
inducteurs soit nécessairement décalée vers le bas par rapport au niveau du
ménisque 9,
là où l'action de brassage alors est recherchée, en position fonctionnelle
haute PH, cette
action se ressent néanmoins efficacement dans la région du ménisque. Les
inducteurs
(représentés en pointillés gras sur la figure 2) sont alors connectés à
l'alimentation
électrique pour générer un mouvement giratoire en surface du métal en fusion
autour de
l'axe de coulée A. A cet effet, les deux inducteurs 10a, 10b d'une même paire
10
génèrent un champ glissant dans le même sens (de gauche à droite sur la figure
4), donc
ayant un effet de brassage uniforme sur toute la largeur de la grande face
associée. En
revanche, le sens de glissement du champ est inversé de la paire 10 à l'autre
paire 11 sur
l'autre grande face de la lingotière.
Lorsque la batterie d'inducteurs est descendue de 10 ou 15 cm vers le bas,
approximativement donc à mi-hauteur de la lingotière voire même jusqu'en en
butée
contre le caisson inférieur 20 (cf. fig.3a), la configuration de brassage est
en position
fonctionnelle basse PB. En position fonctionnelle basse PB, le brassage
électromagnétique se ressent vivement au niveau des ouïes de sortie 17 de la
busette 5,
là où il est alors recherché, bien que la partie active des inducteurs soit là
aussi décalée
vers le bas par rapport à ce niveau. Les inducteurs sont alors connectés à
l'alimentation
électrique 7 de façon à générer des champs magnétiques glissant en co-courant
(fig. 5a)
ou à contre-courant (fig. 5b) des jets de métal 18 sortant des ouïes en
direction des
petites faces 4 de la lingotière. On rappelle que la configuration à co-
courant est
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synonyme d'accélération des jets (type EMLA), alors que la configuration à
contre-
courant, type EMLS donc, est synonyme de "freinage" des jets.
A ce stade, il peut être utile d'apporter les précisions suivantes. Comme on
l'a
déjà souligné au début, il se trouve en effet qu'il suffit de déplacer les
inducteurs sur 10
ou 15 cm maximum vers le haut depuis une position à peu près médiane sur la
lingotière
pour pouvoir discriminer une action de brassage au niveau des ouïes de sortie
d'une
action de brassage au niveau du ménisque, et inversement. L'expérience montre
que,
quand bien même il ne se trouve pas localisé au cceur de la partie active des
inducteurs,
dès lors que l'endroit où l'on veut que s'exerce l'action de brassage sur la
hauteur de la
lingotière se trouve, sinon dans cette partie active, du moins dans son
voisinage
immédiat, cette s'avère pleinement efficiente. Au besoin d'ailleurs, la
réserve de
puissance délivrée par l'alimentation saura compenser l'éventuelle baisse de
force
électromagnétique qui naît à l'endroit d'action de brassage requis sur la
hauteur de la
lingotière due à l'éloignement de celui-ci de la partie active des inducteurs.
Ces précisions faites, on reprend le cours normal de la description. Selon
l'invention, lors du passage de la position basse PB à la position haute PH,
ou
inversement, l'unité de commande 14 agit sur le basculeur 8 pour inverser la
connexion
de phases électrique de deux inducteurs quelconques situés en symétrie axiale
par
rapport à la busette 5, chacun sur une grande face 3 de la lingotière, de
sorte à inverser
le sens de glissement du champ magnétique qu'ils génèrent. Pour se faire, il
suffit
d'intervertir deux phases quelconques sur les trois d'une alimentation
triphasée, ou
d'inverser le sens du courant d'une phase dans le cas d'une alimentation
biphasée.
Ainsi, le passage de la position basse PB à la position haute PH met en place
un
brassage générant un mouvement de rotation axiale du métal liquide dans la
partie haute
de la lingotière. En revanche, le passage de la position haute PH à la
position basse PB
laisse à l'opérateur le choix d'une assistance aux jets de métal frais issus
de la busette,
par brassage linéaire magnétique dont l'action peut être effectuée en
accélérateur de jets
(fig. 5a) ou en freinage de jets (fig. 5b).
Plus précisément, dans le cas exemplifié sur les figures:
a) On passe d'une position fonctionnelle haute PH à brassage rotatif de la
fig. 4, dans
laquelle par conséquent les champs magnétiques des inducteurs l0a et lOb
glissent tous
deux de gauche à droite et les champs des inducteurs en regard 11a et 11b
glissent tous
deux de droite à gauche (le contraire étant d'ailleurs parfaitement
équivalent), à une
position basse PB à brassage linéaire dans laquelle s'offrent deux
possibilités:
- soit, comme le montre la figure 5a-trajet (a), on inverse le sens de
glissement du
champ magnétique de l'inducteur l0a et de l'inducteur 11b (symétrique de
l'inducteur lOb par rapport à l'axe de coulée A) pour se retrouver dans une
configuration de brassage de type co-courant avec les jets de métal arrivant
18
(mode EMLA)
CA 02627680 2008-04-28
WO 2007/060301 PCT/FR2006/002355
- soit, comme le montre la figure 5b-trajet (b), on inverse le sens de
glissement du
champ de l'inducteur l Ob et de l'inducteur 11 la (sosymétrique par rapport à
l'axe de
coulée A) pour se retrouver dans une configuration de brassage linéaire de
type à
contre-courant des jets 18 (mode EMLS).
5 b) Inversement, on passe d'une position fonctionnelle basse PB à brassage
linéaire
- selon le mode à co-courant (fig. 5a), à une position haute PH à brassage
rotatif (fig.
4-trajet (a)) en inversant le sens de glissement du champ magnétique produit
par les
seuls inducteurs l0a et 11b;
- ou selon le mode à contre-courant (fig.5b), à cette même position haute PH à
10 brassage rotatif (fig.4-trajet(b)) en inversant le sens de glissement du
champ
magnétique produit par les seuls inducteurs 10b et 11 a.
Bien entendu, l'alimentation 7 pennet de délivrer des intensités de courant et
de
fréquences ajustables à des valeurs choisies à l'avance. L'unité de commande
14, qui lui
est reliée, peut gérer cette possibilité de façon à faire varier l'intensité
de la force
appliquée. En effet, alors qu'en mode "accélérateur" (type EMLA), on a
avantage à ce
que les quatre inducteurs exercent sur le métal une force similaire, cette
configuration
n'est pas toujours souhaitable pour le mouvement giratoire au niveau du
ménisque. Par
exemple, on peut avoir avantage à ce que les deux inducteurs dont le champ
glisse à
l'encontre du flux de métal liquide apportent une force magnétique plus
importante que
les autres.
Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter aux exemples explicités
dans le
présent mémoire, mais qu'elle s'étend à de multiples variantes ou équivalents
dans la
mesure où est respectée sa défmition donnée par les revendications jointes.
Par exemple, un système à moteur d'entraînement unique avec chaîne et pignons
dentés montés à l'extrémité des vérins à vis 12 peut remplacer le système
décrit à
moteurs individuels par vérins.
Par ailleurs, il est possible de concevoir un bobinage des enroulements des
inducteurs dont les têtes de bobine (i.e. les parties électriques qui
dépassent du circuit
magnétique), soient, non plus verticales comme à l'ordinaire, mais repliées
vers
l'extérieur, au moins pour ce qui concerne les têtes de bobines supérieures.
On pourra
ainsi au besoin gagner un peu en distance de fin de course lorsque la batterie
d'inducteurs vient en butée contre le fond du caisson de la chambre à eau
supérieure
pour se placer en position d'action haute.
Par ailleurs encore, les conducteurs électriques formant les bobinages des
inducteurs peuvent être pleins. Le maintien thermique des inducteurs pourra
dans ce
cas être assuré par immersion de chaque paire d'inducteurs dans un caisson
étanche
parcouru par une circulation de liquide de refroidissement.
D'un autre coté, l'invention peut être mise en oruvre bien entendu, tant au
cours
d'une même coulée que entre deux coulées successives.
