Les trois nuances de cuivre utilisées pour les tubes de lingotière de coulée continue sont TP2 / Cu-DHP, CuAg0,1 et CuCrZr. Toutes trois contiennent plus de 99 % de cuivre et conduisent bien la chaleur. La différence tient à leur comportement au ménisque, où le cuivre travaille entre 200 et 350 °C sous cyclage thermique : plus la température d'adoucissement est élevée, plus longtemps le tube conserve sa conicité.
| Matériau | Positionnement typique | Avantage principal |
|---|---|---|
| TP2 / Cu-DHP | Coulée standard de billettes | Bonne conductivité thermique, économique, facile à usiner |
| CuAg0,1 | Stabilité thermique supérieure | Meilleure résistance à l'adoucissement / à la recristallisation |
| CuCrZr | Applications exigeantes | Résistance mécanique et stabilité thermique supérieures |
Cuivre désoxydé au phosphore avec 0,015–0,040 % P. Conductivité thermique d'environ 340 W/m·K, adoucissement à partir de 250–320 °C environ. C'est le matériau de tube à billettes le plus répandu au monde, parce que pour des vitesses jusqu'à environ 2,5 m/min sur petites sections il fait simplement le travail, et qu'il coûte le moins cher. Sa faiblesse : à des températures de ménisque plus élevées, le cuivre recristallise, la paroi s'adoucit et la conicité s'ouvre ; le tube perd donc sa forme avant que le chrome ne soit usé.
L'ajout de 0,08–0,12 % d'argent élève la température de recristallisation d'environ 80 à 100 °C sans réduire la conductivité ; le CuAg est d'ailleurs le meilleur conducteur des trois. Pour des machines tournant entre 2,5 et 4 m/min, ou coulant des nuances chaudes, les tubes CuAg conservent leur conicité nettement plus longtemps que le Cu-DHP pour un surcoût modeste. C'est la nuance que nous recommandons le plus souvent pour des billettes de 100 à 150 mm aux vitesses actuelles.
Le chrome (0,3–1,2 %) et le zirconium (0,03–0,3 %) forment des précipités qui maintiennent la résistance du cuivre jusqu'à 450–500 °C. La dureté est de 120–160 HB contre 80–110 pour le Cu-DHP, et la résistance à la traction est environ 50 % supérieure. La conductivité est légèrement plus faible mais reste élevée. Le CuCrZr s'impose pour les lingotières blooms, les plaques de lingotière, les machines rapides et toute aciérie qui compte la durée de vie de ses lingotières en semaines plutôt qu'en jours. Il coûte plus cher, s'usine plus difficilement et exige un fournisseur qui maîtrise le traitement thermique : un tube CuCrZr mal revenu ne vaut pas mieux qu'un Cu-DHP.
Ne partez pas du principe que l'alliage le plus résistant est toujours le bon. Sur une machine lente bien refroidie, le CuCrZr n'apporte aucun gain de durée de vie mesurable par rapport au CuAg et coûte plus cher. À l'inverse, utiliser du Cu-DHP sur une machine rapide revient à remplacer des tubes pour perte de conicité alors que le chrome est encore intact — la façon la plus coûteuse d'exploiter une lingotière.
Les plages de propriétés typiques des trois nuances figurent sur la page données techniques ; les tableaux de composition sont sur la page matériaux cuivre.
Oui. CuAg0,1, Cu-Ag, cuivre argenté et OFE-Ag désignent tous un cuivre contenant environ 0,1 % d'argent.
Oui ; beaucoup d'aciéries utilisent du CuAg sur les lignes rapides et du Cu-DHP sur les lentes.
Chaque tube est livré avec un certificat matière et un contrôle par spectromètre de Cu, P, Ag, Cr et Zr.
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