EuroWire November 2019

Article technique

et par un flux avec la lingotière. L’équation différentielle de l’énergie cinétique turbulente du cuivre liquide est déterminée.

Billette de cuivre

Panier

Galet fou

⎤ ⎦ ⎥ ⎥

⎡ ⎣ ⎢ ⎢

⎞ ⎠ ⎟⎟

⎛ ⎝ ⎜⎜

∂ ( ρ u i

k )

∂ k

∂ ( ρ k )

µ i σ k

µ i

∂ ∂ x

+ G

− ρε + D +

k

∂ t +

=

µ i

+

k

∂ x

K

∂ x

i

i

i

p

Roue de coulée

Roue de pressio n Élément chauffant pour ruban de cuivre

▲ ▲ Equation 2

Roue de serrage

Oùet k et ε représentent l’énergie cinétique turbulente et le taux de dissipation turbu- lente; µ i et f i représentent les paramètres de viscosité et de turbulence; C i , σ k , σ ε , c µ sont K – ε constantes dans le modèle. 2.2 Analyse de la déformation de la barre de cuivre dans le laminage à chaud en continu Le laminoir en tandem à chaud est équipé de 10 cages de laminage en tandem en porte-à-faux Morgan disposées en alternance ( Figure 2 ). entraînée indépendamment et la vitesse de laminage est contrôlée automatiquement par le signal fourni par la machine de coulée. saisie automatiquement après son entrée dans le laminoir, et une barre de cuivre d’un diamètre de 8mm est produite au moyen du laminage à travers le système à rouleaux de chaque cage, contrôlé par un système à pas elliptique-circulaire ( Tableau 1 ). Après 10 pas de laminage, la température de la barre de cuivre diminue con- sidérablement, et le produit de cuivre en cristal en forme de colonne devient une barre de cuivre en cristal équiaxiale. Le laminage en continu sans torsion améliore considérablement l’efficacité de la production de barres de cuivre. Pendant le processus de laminage à chaud, la barre de cuivre est dans un état de déformation importante, de température élevée et de haute vitesse de déformation, déterminé par une interaction thermique et mécanique élevée. Compte tenu de la variation du champ de température, du champ de contrainte- déformation et de la loi d’interaction entre le champ de température et le champ de contrainte-déformation, le processus Chaque cage est La billette de cuivre est

Mécanisme de réglage de la tension

▲ ▲ Figure 1 : Diagramme de la structure d’un système de coulée continue à cinq lignes pour SCR

Ébauchage

Laminage de finition

Barre de cuivre 50.27mm 2

Billette de cuivre 3800mm 2

▲ ▲ Figure 2 : Diagramme de la structure du laminoir à chaud en continu

Après la coupe des bords, la roue de cristallisation est positionnée à l’entrée du système de laminage. Il est ainsi possible de réaliser la coulée continue de «coulée-refroidissement-extraction de la lingotière». Dans le processus de solidification et de cristallisation du cuivre liquide de la coulée continue à chaud, la température de coulée, la vitesse de coulée, l’angle de coulée et le coefficient de transfert thermique sont des paramètres importants qui influencent la qualité de cristallisation du produit. Le modèle théorique de formation des produits est établi en tenant compte de l’influence des paramètres du processus. Équation différentielle de la conduction thermique dans la cavité du cristallisateur [5] :

respectivement établis et le processus de production du fil de cuivre est analysé en détail. 2.1 Analyse de la technologie de coulée Une machine de coulée SCR3000 à cinq roues est composée d’une roue de coulée, d’une courroie en acier, d’un dispositif d’entraînement de la roue de coulée, d’une roue de renvoi, d’un revêtement en carbone de la lingotière, d’un dispositif d’entraînement des billettes et d’un dispositif de transport des billettes de coulée. La structure du système est illustrée à la Figure 1 . Le cuivre liquide est injecté du tube de coulée du panier dans la chambre de cristallisation trapézoïdale, enfermé dans l’espace entre la courroie d’acier et la roue de coulée en formant un certain angle. Refroidi par l’eau de la machine de coulée, le cuivre liquide se solidifie et se cristallise dynamiquement par convection pendant la rotation à une vitesse constante de la roue de cristallisation pour former des billettes de cuivre à haute température. La roue de cristallisation est actionnée par un dispositif d’extraction de la lingotière et par la roue de guidage suivante.

∂ T

( λ ∂ T ∂ x

( λ ∂ T ∂ y

∂ ∂ t

∂ ∂ y

ρ c

)+ Q

) +

∂ t =

p

▲ ▲ Equation 1

Oùet c p et λ représentent la capacité calorifique spécifique à une pression constante et la conductivité thermique. Le processus de solidification du cuivre liquide est caractérisé par un flux de convection, par un flux interdendritique

▼ ▼ Tableau 1 : Analyse des paramètres principaux du laminage à chaud en continu

1H

2V

3H

4V

5H

6V

7H

8V

9H

10V

D k /mm 295.89 282.00 197.69 196.59 206.75 204.34 208.74 205.43 206.86 206.78 n /r·min -1 22.11 44.06 101.99 169.19 257.56 401.19 611.11 819.17 1189.95 1574.51 Z/% 34.21 47.20 39.39 40.00 37.50 35.00 35.90 24.00 31.58 22.66 δ 1.52 1.89 1.65 1.67 1.60 1.54 1.56 1.32 1.46 1.29

Dk – Diamètre de travail, n – Vitesse de laminage; Z – Contraction de la section; δ – Coefficient d’allongement

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