Par Jack Xing, directeur des ventes techniques, YK Chanshine · Réfractaires pour la coulée continue · Mis à jour en
Le revêtement d’un répartiteur détermine trois choses à la fois. Il détermine la propreté de l’acier entre la poche et la lingotière. Il détermine la durée de la séquence avant que le répartiteur doive être retiré du chariot. Et il détermine le temps consacré au gaz, à la main-d’œuvre et à la rotation dans la zone de préparation entre deux coulées.
La plupart des aciéries de coulée continue utilisent l’un de ces trois systèmes de revêtement de travail : panneaux isolants, revêtements projetés / à la truelle ou mélange sec vibré. Ce guide compare leur chimie, leurs compromis opérationnels, le choix des liants et la rigueur de mise en œuvre, avec des plages typiques de fiches techniques et une liste de contrôle pour les demandes de devis.
Points clés de ce guide :
- Le mélange sec vibré offre la durée de séquence la plus longue (20 à plus de 60 heures) et l’acier le plus propre, car il ne contient aucune eau libre et forme une face chaude dense avec un support isolant.
- Les panneaux isolants ne nécessitent aucun équipement de préchauffage et se décrassent facilement, mais les panneaux de silice peuvent réagir avec l’acier calmé à l’aluminium et provoquer des défauts d’inclusions.
- Les revêtements projetés se situent entre les deux en matière de coût des matériaux, mais nécessitent une cuisson prolongée au gaz à haute température (800–1000 °C) pour éliminer l’eau.
- Les nuances à très faible teneur en carbone et sensibles à l’hydrogène nécessitent des liants inorganiques (polyphosphate, silicate de sodium ou acide borique) afin d’éliminer l’absorption de carbone et d’hydrogène.
En un coup d’œil : panneaux, revêtement ou mélange sec vibré
| Question | Panneau | Revêtement projeté / à la truelle | Mélange sec vibré |
|---|---|---|---|
| Eau dans le système | Aucun | Élevée | Aucun |
| Préchauffage | Démarrage à froid possible | 800–1000 °C, 2–6 h | 200–300 °C, 45–90 min (ou chauffage rapide) |
| Atout majeur | Démontage rapide et facile | Faible coût d’application, bonne isolation | Longue durée de vie, face chaude dense, acier propre |
| Risque principal | Problèmes de Si, d’H ou de résistance, selon le type | Attaque par l’eau, absorption d’H et d’O, écaillage | Nécessite un gabarit et une exécution rigoureuse |
| Durée de vie typique | Séquences courtes | Plus longtemps qu’avec les panneaux | 20 h et plus, 60–70 h signalées |
Le revêtement du répartiteur : zones et couches
Une poche de coulée continue comporte plusieurs zones réfractaires, chacune ayant son propre rôle :
- Couche isolante : placée contre la virole en acier (panneau de silicate de calcium ou fibre céramique) pour la protéger de la surchauffe.
- Revêtement permanent (de sécurité) : briques à haute teneur en alumine ou béton réfractaire à faible teneur en ciment, qui reste en place pendant plusieurs mois.
- Revêtement de travail : couche remplaçable (panneau, revêtement projeté ou mélange sec) en contact direct avec l’acier en fusion et le laitier de poche.
- Éléments de contrôle du débit : plaque d’impact, seuils, barrages et inhibiteurs de turbulence qui régissent le temps de séjour et la flottation des inclusions.
Panneaux isolants
Les panneaux pour poche de coulée sont des plaques préformées, calées ou maçonnées contre le revêtement permanent. Ils permettent les démarrages à froid et un décrassage très rapide, ce qui les rend populaires sur les machines de coulée de petites billettes fonctionnant avec des séquences courtes.
| Panneau | Idéal pour | Performances | Point de vigilance |
|---|---|---|---|
| Panneau en silice | Acier au carbone ordinaire et acier pour béton armé | Faible coût, installation facile | Le SiO₂ se réduit dans l’acier calmé à l’aluminium, ce qui provoque des inclusions |
| Panneau en magnésie | Acier propre et acier allié | Basicité élevée, faible réactivité | Nécessite un stockage soigneux pour éviter l’hydratation |
| Panneau en forstérite | Nuances intermédiaires | Dilatation thermique équilibrée | Réfractarité inférieure à celle du MgO pur |
Revêtements projetés et appliqués à la taloche
Les revêtements sont appliqués à l’aide de bras de projection robotisés ou de taloches. Bien que leur coût par tonne soit inférieur à celui des mélanges secs, ils introduisent 15 % à 25 % d’eau, qui doit être entièrement éliminée par cuisson au gaz :
| Paramètre | Plage typique | Impact sur la machine de coulée |
|---|---|---|
| Ajout d’eau | 18–25 % (projection) / 14–18 % (taloche) | Risque élevé d’hydrogène si le préchauffage est écourté |
| Cycle de cuisson | 800–1000 °C pendant 2–6 heures | Consomme une quantité importante de gaz combustible dans la zone de préparation |
| Perte par rebond | 5–12 % pendant l’application | Pertes de matériau pendant la projection |
Mélange sec vibré
Les mélanges secs vibrés (80 % à 92 % de MgO) constituent actuellement la norme pour l’acier propre et la coulée en séquence à haute productivité. Comme ils sont installés entièrement à sec autour d’un gabarit chauffé, il n’y a pas d’eau à évacuer.
| Type de liant | Matériaux courants | Avantages | Limites |
|---|---|---|---|
| Organique | Résine phénolique, novolaque, brai | Résistance à vert élevée après cuisson à 200–250 °C | Émet des fumées pendant le durcissement ; apporte du carbone et de l’hydrogène |
| Inorganique | Polyphosphate, silicate de sodium solide, acide borique | Aucune fumée, aucune absorption de carbone ou d’hydrogène | Nécessite un contrôle strict de la température du coffrage |
Spécifications types du mélange sec vibré
| Paramètre | Qualité standard (billettes) | Qualité haute pureté (brames / acier propre) |
|---|---|---|
| Teneur en MgO (%) | 82.0–85.0% | 88.0–92.0% |
| Teneur en SiO₂ (%) | ≤ 5.5% | ≤ 3.0% |
| Teneur en CaO (%) | ≤ 3.0% | ≤ 2.2% |
| Masse volumique apparente (g/cm³) | 2.10–2.25 | 2.25–2.40 |
| Résistance à l’écrasement à froid (après durcissement à 250 °C) | ≥ 4.0 MPa | ≥ 5.0 MPa |
| Résistance à l’écrasement à froid (après cuisson à 1500 °C) | ≥ 18.0 MPa | ≥ 25.0 MPa |
Éléments internes du tundish et modificateurs de flux
Les barrages, seuils et turbostops préfabriqués fonctionnent de concert avec le mélange sec vibré afin d’optimiser l’écoulement du métal, de prolonger le temps de séjour et d’empêcher les courts-circuits vers la buse de dosage.
| Forme | Emplacement | Fonction principale |
|---|---|---|
| Turbostop / tampon d’impact | Directement sous le tube de protection de la poche | Dissipe l’énergie cinétique du jet et empêche la formation de vortex dans le laitier |
| Seuil | Entre les zones de coulée et de solidification | Force le flux d’acier à descendre et retient le laitier supérieur |
| Barrage | En amont de la buse de brin | Force le flux d’acier à remonter pour favoriser la flottation des inclusions |
Guide de décision : choisir le bon revêtement pour votre machine de coulée
| Type de machine de coulée | Nuances d’acier | Revêtement de travail recommandé |
|---|---|---|
| Petite machine de coulée de billettes (courtes séquences < 4 coulées) | Barres d’armature, barres marchandes | Panneau isolant en silice ou à faible teneur en MgO |
| Machine de coulée de billettes / blooms de moyenne capacité (4–12 coulées) | Acier de construction, aciers au carbone SBQ | Revêtement projeté de MgO ou mélange sec à 82 % de MgO |
| Machine de coulée de brames à haute cadence (10–30+ coulées) | Emboutissage profond, acier IF, tubes de conduite API | Mélange sec vibré de MgO de haute pureté (88–92 % de MgO) |
| Acier à très faible teneur en carbone / machine de coulée pour acier à roulements | 100Cr6, câble pour pneus, ULC | Mélange sec de MgO de haute pureté à liant inorganique |
Foire aux questions (FAQ) : systèmes de revêtement de travail pour tundish
Quelle est la différence entre un mélange sec vibré pour tundish et un revêtement ?
Un revêtement est mélangé à de l’eau et appliqué à l’état humide ; il nécessite donc une longue cuisson à 800–1000 °C. Un mélange sec à vibration est mis en place à sec, vibré autour d’un moule et séché à seulement 200–300 °C ; il n’apporte donc pas d’eau libre dans le revêtement.
Combien de temps dure un mélange sec à vibration pour répartiteur ?
Généralement 20 heures de coulée ou plus. Des résultats haut de gamme de 60–70 h sont rapportés. La durée de vie réelle dépend de la nuance d’acier, du laitier, de la température et de la qualité de l’installation.
Puis-je utiliser une planche de silice pour l’acier calmé à l’aluminium ?
Ce n’est pas recommandé. L’Al et le Mn présents dans l’acier réduisent le SiO₂ de la planche, formant de l’Al₂O₃ et du 2MnO·SiO₂, qui ajoutent des inclusions d’oxydes.
Quel est le meilleur liant pour l’acier à très faible teneur en carbone ?
Un liant inorganique tel que le polyphosphate, le silicate de sodium solide ou l’acide borique. Il n’ajoute ni carbone ni hydrogène et ne dégage pas de fumées irritantes pendant le séchage.
À quelle température dois-je faire sécher un mélange sec pour répartiteur ?
Chauffez le moule à 200–300 °C pendant 1–2 h, démoulez-le, puis cuisez-le pendant environ 1 h à plus de 1000 °C avant utilisation. Suivez toujours les instructions du fournisseur.
Pourquoi les barrages et les seuils de répartiteur utilisent-ils de la magnésie ?
La magnésie conserve sa résistance dans l’acier, coûte moins cher que l’alumine-magnésie et absorbe les inclusions d’Al₂O₃ pour former une couche de spinelle. Il est également rapporté qu’elle introduit environ 80 % moins d’oxygène dans l’acier que les pièces de mobilier réfractaire à haute teneur en alumine.
Pourquoi ajouter des microfines d’α-Al₂O₃ et de silice à un béton réfractaire de barrage ?
Les microfines d’alumine réagissent avec le MgO pour former du spinelle avec une expansion d’environ 8 %, ce qui densifie la matrice. Les microfines de silice réduisent l’hydratation et la fissuration, mais créent des phases à bas point de fusion ; leur teneur est donc maintenue à environ 2 % ou moins.
Que dois-je envoyer pour obtenir un devis de revêtement de répartiteur ?
Capacité, nombre de lignes, nuances d’acier, longueur des séquences, données sur le laitier, revêtement actuel et mode de défaillance, restrictions sur les liants, quantité et port. Nous vous répondrons avec une recommandation de qualité et la fiche technique.
Envoyez-nous les paramètres de votre machine de coulée continue et vos objectifs de séquence
Vous souhaitez prolonger les séquences de coulée, réduire les temps d’arrêt entre les coulées ou éliminer l’absorption d’hydrogène et d’oxygène dans l’acier propre ? Envoyez-nous le format de votre machine de coulée (billette/bloom/brame), les nuances d’acier, la longueur des séquences et la durée de vie actuelle du revêtement. Nous vous fournirons des recommandations personnalisées de mélanges secs/planches, les fiches techniques et des comparaisons de coûts sous 24 à 48 heures.