Contribution à la mise au point d'une nuance d'acier optimisée pour frettes de coulée continue d'aluminium

par Grégory Goutorbe

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Roland Fortunier.

Soutenue en 2003

à Saint-Etienne, EMSE .


  • Résumé

    Les frettes représentent la partie extérieure des cylindres utilisés pour la coulée continue de l'aluminium. Ce procédé de fabrication combine la solidification de l'alliage avec sa mise en forme par laminage. L'objectif de l'étude consiste à optimiser les performances des frettes, qui s'expriment aussi bien en termes de durée de vie de l'outil que de productivité des machines de coulée. Du fait de contacts répétés avec l'alliage d'aluminium, la surface extérieure des frettes est soumise à un cyclage thermomécanique provoquant la fissuration thermique de l'acier. En première approximation, nous considérons que la résistance des aciers à outils vis à vis de la fissuration thermique peut être modélisée par leur limite d'élasticité. Ensuite, les transferts de chaleur au sein des frettes sont étudiés à l'aide de simulations numériques et par la méthode des éléments finis. Une fois les différentes conditions aux limites calculées, nous procédons à la simulation de cas industriels, puis à une étude paramétrique du procédé. En particulier, les propriétés thermiques des frettes sont mises en relation avec la productivité et on quantifie l'influence de la conductivité thermique. Par conséquent, la partie expérimentale de nos travaux vise l'amélioration simultanée de la limite d'élasticité et de la conductivité thermique des aciers pour frettes. . .

  • Titre traduit

    Contribution to the development of an optimised steel grade for aluminium continuous caster shells.


  • Résumé

    Shells are the external part of the rolls used in the continuous casting of aluminium. This process combines the solidication of the alloy with its rolling into strip. The goal of the study consists in optimising shell performances that include both the longevity of the tool and the productivity of the caster. Because of its recurring contact with the alloy, the external surface of the shell is submitted to thermo mechanical cycles, resulting in the thermal cracking of the steel. At first, we assume that the resistance of tool steels to thermal cracking can be approached by their yield strength. Then, the heat transfers within the shell are studied using numerical simulations and the finite element method. After having determined the boundary conditions, we perform simulations in industrial cases as well as a parametrical study of the process. In particular, the thermal properties of the shell are connected with the productivity of the caster and the influence of the thermal conductivity is quantified. As a result, the experimental part of our work aims at improving both the yield strength and the thermal conductivity of the shell steels. . .

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Informations

  • Détails : 1 vol. (240 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'au 10/07/2013
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des mines. Centre de documentation et d'information.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 531.38 GOU
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