<Desc/Clms Page number 1>
PIECE REFRACTAIRE POUR TROU DE COULEE D'UN RECIPIENT SIDERURGIQUE
La présente invention est relative à une pièce réfractaire destinée à être logée dans une brique de siège pour délimiter un trou de coulée dans un récipient sidérurgique de coulée par le bas.
L'invention trouve sa principale application dans les récipients sidérurgiques de coulée vers le bas tel qu'un répartiteur de coulée continue éventuellement obturé à l'aide d'une quenouille. Le fond d'un tel récipient comporte généralement une brique de siège dans laquelle est logée une busette interne délimitant un canal de coulée par lequel l'acier en fusion contenu dans le récipient s'écoule de façon continue dans une lingotière de coulée. L'extrémité extérieure de la busette interne est logée dans une plaque fixe de référence.
La zone de jonction située entre l'extrémité inférieure de la busette interne et la plaque fixe de référence, constitue un passage possible pour l'air ambiant ou l'acier en cas de défaut d'étanchéité.
Cette zone de jonction est en effet soumise à une dépression importante créée dans le canal de coulée, par rapport à l'atmosphère extérieure en raison de l'effet VENTURI provoqué par le jet de métal s'écoulant par le trou de coulée.
Diverses tentatives ont été faites pour empêcher une infiltration d'air dans le trou de coulée à travers la zone de jonction entre le tube de coulée
<Desc/Clms Page number 2>
et la plaque de référence, mais il n'a jamais été possible de renforcer l'étanchéité entre la busette interne et la plaque de référence. Généralement, on prévoit, pour le tube de coulée, une ceinture d'étanchéité dans la surface de jonction entre la bride du tube de coulée et la plaque de référence.
Une ceinture annulaire de gaz inerte autour de la bride du tube de coulée et la plaque de référence est décrite dans le document EP-A-0048641. Du gaz inerte est réparti tout autour du trou de coulée de manière à isoler le métal en fusion de l'air ambiant par une barrière de protection gazeuse continue qui est cependant assez coûteuse en raison de la consommation importante de gaz.
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et propose une pièce réfractaire qui permet de supprimer le collier ou la ceinture d'étanchéité entre la busette interne et la plaque de référence.
Cet objectif est atteint selon l'invention par une pièce réfractaire destinée à être logée et caractérisée en ce qu'elle comporte un corps vertical destiné à être engagé dans la brique de siège, ce corps vertical se prolongeant par une bride parfaitement plane qui déborde la paroi de fond du récipient et fait partie intégrante du corps vertical de la busette.
La bride de la pièce réfractaire peut être perpendiculaire à l'axe du canal de coulée ou inclinée par rapport à celui-ci.
<Desc/Clms Page number 3>
Suivant une particularité de l'invention, l'extrélité libre du corps vertical de la busette présente in bord intérieur arrondi.
Selon un développement de l'invention, le corps rertical présente une forme extérieure tronconique sur une portion de longueur. La bride présente un ) lan de symétrie par rapport à l'axe du canal de ourlée.
D'autres particularités et détails de l'invention ipparaîtront au cours de la description détaillée ; uivante d'une forme de réalisation préférée de l'inmention et d'une variante illustrées par les dessins : : i-joints.
Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une pièce réfractaire selon l'invention, mise en place dans un récipient sidérurgique ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale, à échelle agrandie, de la pièce réfractaire montrée à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe axiale, à la même échelle que la figure 2, d'une busette interne à corps vertical cylindrique ;
EMI3.1
- la figure 4 est une vue en coupe axiale, semblable à celles des figures 2 et 3, d'une busette interne à corps vertical conique évasé vers le haut ;
<Desc/Clms Page number 4>
- la figure 5 est une vue en plan de dessous de la bridé de chacune des busettes internes montrées dans les figures 2,3 et 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe radiale selon la ligne VI-VI des figures 2,3 et 4 ;
la figure 7 est une vue en coupe axiale d'une variante d'exécution de la pièce réfractaire selon
EMI4.1
la figure 2.
1 la figure 8 est une vue en plan d'une brique de siège divisée en deux morceaux hémisphériques adaptés à la méthode préconisée de montage de la busette interne dans le récipient métallurgique ; la figure 9 est une vue en coupe axiale suivant la ligne IX-IX de la brique de siège illustrée dans la figure 8.
Dans ces dessins, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
La figure 1 montre une partie du fond d'un récipient sidérurgique de coulée par le bas désigné dans son ensemble par le signe de référence 1. La paroi de fond 3 est recouverte d'un revêtement interne 2 en matériau réfractaire. Dans le revêtement réfractaire 2 est maçonnée une brique de siège 4, également en matériau réfractaire. Dans la brique de siège est logée une pièce réfractaire 5 selon l'invention en lieu et place d'une busette interne classique, c'est- à-dire une pièce dont l'extrémité inférieure libre avec une lèvre circonférentielle, déborde la paroi de fond du récipient sidérurgique.
<Desc/Clms Page number 5>
Cette pièce réfractaire 5 comporte un corps vertical 6 inséré dans la brique de siège 4. Le corps vertical 6 se prolonge par une bride 7 parfaitement plane qui s'étend sous la surface extérieure de la plaque de fond 3 d'une façon semblable à une plaque de référence classique. Une plaque rapportée à un tube de coulée 15 plongeant dans un moule 16, est appliquée élastiquement à l'aide de guides 13, contre la bride 7 de la pièce réfractaire 5.
La pièce réfractaire 5 selon l'invention résulte de la combinaison en un ensemble monolithique de deux éléments réfractaires distincts, à savoir une busette interne délimitant un canal de coulée 9 et une plaque de référence montée dans un dispositif d'amenée et d'échange d'un tube de coulée. La pièce réfractaire présente, è son extrémité supérieure, un bord intérieur arrondi 12 servant de siège s la quenouille 10.
La face extérieure du corps vertical 6 de la pièce réfractaire 5 peut présenter sur une portion de longueur une partie tronconique 11 logée dans la brique de siège 4.
La busette interne peut éventuellement être fixée par damage de mortier réfractaire dans le fond du récipient sidérurgique.
La brique de siège est montée après avoir fixé sur le fond du récipient le dispositif d'amenée et d'échange d'un tube de coulée, dispositif déjà muni de la pièce réfractaire.
Dans la partie verticale 6 de la busette 5 est ménagé un passage annulaire 13 longeant la partie
<Desc/Clms Page number 6>
tubulaire 6. Ce passage annulaire 13 débouche dans le canal de coulée 9 par une fente circonférentielle 14 complétée éventuellement par une seconde fente disposée dans un plan parallèle à la première au-dessus ou en dessous de celle-ci. Cette ou ces fentes 14 sont destinées à réaliser l'injection d'argon dans le canal de coulée 9 et en particulier le bullage d'argon le long de la paroi intérieure du canal de coulée 9.
Ce passage annulaire 13 est alimenté en argon par un conduit non montré, relié à un nipple de raccord 15 monté au bas du corps vertical 6 de la busette interne.
Un second nipple de raccord 16, monté sur la paroi latérale du corps vertical, alimente par un canal vertical 17, une rainure annulaire 18 ménagée dans la face inférieure de la bride 7 faisant corps avec le corps de la busette interne 5.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la busette interne 5, présente un corps vertical 6 sensiblement cylindrique. La partie cylindrique présente deux nipples de raccords 15 et 16 destinés à l'injection d'argon comme décrit précédemment (Figure 3).
La pièce réfractaire 5 est ancrée au fond du récipient sidérurgique dans une brique de siège 4 éventuellement réalisée en deux portions hémisphériques 20,21 que l'on dispose autour de la pièce réfractaire 5 alors que celle-ci est déjà mise en place.
<Desc/Clms Page number 7>
Si le récipient sidérurgique est obturé par une quenouille 10, le corps vertical 6 de la pièce réfractaire 5 présente de préférence une forme tronconique évasée vers le haut. (Figure 4)
Une forme de réalisation de la brique de siège apte à fixer une telle busette tronconique évasée vers le haut est illustrée aux figures 8 et 9. Elle est réalisée en deux portions hémisphériques 20,21 et est montée autour de la busette interne disposée en premier lieu dans le fond du récipient métallurgique 1, à savoir lors du montage du dispositif d'amenée et d'échange d'un tube de coulée sous le récipient sidérurgique 1.
Généralement la bride plane 7 de la pièce réfractaire 5 selon l'invention est perpendiculaire à l'axe du canal de coulée 9. (Figure 2,3 et 4). Le canal de coulée 9 et le corps vertical 6 sont centrés par rapport à un axe de symétrie de la bride plane 7 de la pièce 5. (Voir aussi la figure 3).
Dans une forme de réalisation particulière, destinée à une installation de coulée continue pour petites brames, montrée à la figure 7, la bride plane 7 est disposée obliquement par rapport à l'axe du trou de coulée 9, comme décrit dans le document EP-A- 0192019. Cette disposition facilite l'introduction de l'extrémité plongeante du tube externe 15 dans un moule 16 étroit peu éloigné de la plaque de référence, sans devoir rehausser le récipient sidérurgique 1.
<Desc/Clms Page number 8>
Les avantages principaux de l'invention sont : 1) l'amélioration de la solidité du corps vertical 6 de la pièce réfractaire 5 de par sa construction monolithique et la présence d'un bandage métallique 23. Ainsi la pièce réfractaire 5 résis- te mieux non seulement aux sollicitations thermi- ques, mais aussi aux chocs mécaniques, en particu- lier lors du montage de la quenouille ; 2) la suppression du collier d'étanchéité dans la surface de jonction entre le bas de la pièce réfractaire 5 et la plaque de référence ; 3) l'obtention d'un centrage parfait du canal de coulée grâce à la pièce monolithique et le placement de la brique de siège 4 après la fixa- tion du dispositif d'amenée et d'échange du tube de coulée.
La pièce réfractaire 5 selon l'invention doit être introduite dans la brique de siège 4 par le bas, alors qu'une busette interne classique est logée dans la brique de siège par le côté intérieur. Ce mode de mise en place a l'avantage de faciliter l'accès à la pièce réfractaire 5 sans altérer la sécurité de l'installation de coulée car la pièce est solidement maintenue en place par le dispositif d'amenée et d'échange d'un tube de coulée fixé sous le répartiteur.
<Desc / Clms Page number 1>
REFRACTORY PIECE FOR CASTING HOLE OF A STEEL CONTAINER
The present invention relates to a refractory piece intended to be housed in a seat brick to delimit a tap hole in a steel bottom pouring container.
The invention finds its main application in downward-flowing steel vessels such as a continuous casting distributor possibly closed with a stopper. The bottom of such a container generally comprises a seat brick in which is housed an internal nozzle defining a pouring channel through which the molten steel contained in the container flows continuously in a casting mold. The outer end of the internal nozzle is housed in a fixed reference plate.
The junction zone located between the lower end of the internal nozzle and the fixed reference plate constitutes a possible passage for ambient air or steel in the event of a leak.
This junction zone is in fact subjected to a significant depression created in the pouring channel, with respect to the outside atmosphere due to the VENTURI effect caused by the metal jet flowing through the tap hole.
Various attempts have been made to prevent air from entering the taphole through the junction area between the pouring tube
<Desc / Clms Page number 2>
and the reference plate, but it has never been possible to reinforce the seal between the internal nozzle and the reference plate. Generally, a sealing belt is provided for the pouring tube in the junction surface between the flange of the pouring tube and the reference plate.
An annular belt of inert gas around the flange of the pouring tube and the reference plate is described in document EP-A-0048641. Inert gas is distributed all around the taphole so as to isolate the molten metal from the ambient air by a continuous gas protection barrier which is however quite expensive due to the high consumption of gas.
The present invention aims to remedy this drawback and proposes a refractory part which makes it possible to remove the collar or the sealing belt between the internal nozzle and the reference plate.
This objective is achieved according to the invention by a refractory piece intended to be housed and characterized in that it comprises a vertical body intended to be engaged in the seat brick, this vertical body being extended by a perfectly flat flange which extends beyond the container bottom wall and is an integral part of the vertical body of the nozzle.
The flange of the refractory piece may be perpendicular to the axis of the pouring channel or inclined with respect thereto.
<Desc / Clms Page number 3>
According to a feature of the invention, the free end of the vertical body of the nozzle has a rounded inner edge.
According to a development of the invention, the rertical body has a frustoconical external shape over a portion of length. The flange has a) lan of symmetry with respect to the axis of the hem channel.
Other features and details of the invention will become apparent during the detailed description; following of a preferred embodiment of the indication and of a variant illustrated by the drawings:: i-joints.
In these drawings: - Figure 1 is a vertical sectional view of a refractory piece according to the invention, placed in a steel container; - Figure 2 is an axial sectional view, on an enlarged scale, of the refractory part shown in Figure 1; - Figure 3 is an axial sectional view, on the same scale as Figure 2, of an internal nozzle with a cylindrical vertical body;
EMI3.1
- Figure 4 is an axial sectional view, similar to those of Figures 2 and 3, of an internal nozzle with a conical vertical body flared upward;
<Desc / Clms Page number 4>
- Figure 5 is a bottom plan view of the flange of each of the internal nozzles shown in Figures 2,3 and 4; - Figure 6 is a radial sectional view along the line VI-VI of Figures 2,3 and 4;
Figure 7 is an axial sectional view of an alternative embodiment of the refractory piece according to
EMI4.1
Figure 2.
1 Figure 8 is a plan view of a seat brick divided into two hemispherical pieces adapted to the recommended method of mounting the internal nozzle in the metallurgical container; FIG. 9 is a view in axial section along line IX-IX of the seat brick illustrated in FIG. 8.
In these drawings, the same reference signs denote identical or analogous elements.
FIG. 1 shows a part of the bottom of a bottom-flowing steel container designated as a whole by the reference sign 1. The bottom wall 3 is covered with an internal coating 2 made of refractory material. In the refractory lining 2 is built a seat brick 4, also made of refractory material. In the seat brick is housed a refractory piece 5 according to the invention in place of a conventional internal nozzle, that is to say a piece whose free lower end with a circumferential lip, extends beyond the wall of bottom of the steel container.
<Desc / Clms Page number 5>
This refractory piece 5 comprises a vertical body 6 inserted in the seat brick 4. The vertical body 6 is extended by a perfectly flat flange 7 which extends under the exterior surface of the bottom plate 3 in a manner similar to a classic reference plate. A plate attached to a pouring tube 15 immersed in a mold 16 is applied elastically using guides 13 against the flange 7 of the refractory piece 5.
The refractory piece 5 according to the invention results from the combination into a monolithic assembly of two distinct refractory elements, namely an internal nozzle delimiting a pouring channel 9 and a reference plate mounted in a supply and exchange device d 'a pouring tube. The refractory piece has, at its upper end, a rounded inner edge 12 serving as a seat for the stopper rod 10.
The outer face of the vertical body 6 of the refractory piece 5 can have, over a portion of length, a frustoconical part 11 housed in the seat brick 4.
The internal nozzle can optionally be fixed by tamping with refractory mortar in the bottom of the steel container.
The seat brick is mounted after having fixed on the bottom of the container the supply and exchange device for a pouring tube, a device already provided with the refractory piece.
In the vertical part 6 of the nozzle 5 is formed an annular passage 13 running along the part
<Desc / Clms Page number 6>
tubular 6. This annular passage 13 opens into the pouring channel 9 by a circumferential slot 14 possibly completed by a second slot arranged in a plane parallel to the first above or below the latter. This or these slots 14 are intended for injecting argon into the pouring channel 9 and in particular the bubbling of argon along the inside wall of the pouring channel 9.
This annular passage 13 is supplied with argon by a conduit not shown, connected to a connection nipple 15 mounted at the bottom of the vertical body 6 of the internal nozzle.
A second connection nipple 16, mounted on the side wall of the vertical body, feeds through a vertical channel 17, an annular groove 18 formed in the lower face of the flange 7 forming a body with the body of the internal nozzle 5.
In another embodiment of the invention, the internal nozzle 5 has a substantially cylindrical vertical body 6. The cylindrical part has two nipples of connectors 15 and 16 intended for the injection of argon as described above (Figure 3).
The refractory piece 5 is anchored to the bottom of the steel container in a seat brick 4 possibly produced in two hemispherical portions 20, 21 which are placed around the refractory piece 5 when the latter is already in place.
<Desc / Clms Page number 7>
If the steel container is closed by a stopper 10, the vertical body 6 of the refractory piece 5 preferably has a frustoconical shape flared upwards. (Figure 4)
An embodiment of the seat brick capable of fixing such a frusto-conical nozzle flared upwards is illustrated in FIGS. 8 and 9. It is produced in two hemispherical portions 20, 21 and is mounted around the internal nozzle arranged in the first place. in the bottom of the metallurgical container 1, namely during the mounting of the device for supplying and exchanging a pouring tube under the steel container 1.
Generally the planar flange 7 of the refractory piece 5 according to the invention is perpendicular to the axis of the pouring channel 9. (FIGS. 2, 3 and 4). The pouring channel 9 and the vertical body 6 are centered with respect to an axis of symmetry of the planar flange 7 of the part 5. (See also Figure 3).
In a particular embodiment, intended for a continuous casting installation for small slabs, shown in FIG. 7, the planar flange 7 is arranged obliquely with respect to the axis of the tap hole 9, as described in document EP- A- 0192019. This arrangement facilitates the introduction of the plunging end of the external tube 15 into a narrow mold 16 not far from the reference plate, without having to raise the steel container 1.
<Desc / Clms Page number 8>
The main advantages of the invention are: 1) improving the solidity of the vertical body 6 of the refractory piece 5 by virtue of its monolithic construction and the presence of a metal band 23. Thus the refractory piece 5 resists better not only to thermal stresses, but also to mechanical shocks, in particular during the mounting of the stopper rod; 2) the removal of the sealing collar in the junction surface between the bottom of the refractory piece 5 and the reference plate; 3) obtaining a perfect centering of the pouring channel by means of the monolithic part and placing the seat brick 4 after fixing the supply and exchange device of the pouring tube.
The refractory piece 5 according to the invention must be introduced into the seat brick 4 from the bottom, while a conventional internal nozzle is housed in the seat brick from the inside. This mode of installation has the advantage of facilitating access to the refractory piece 5 without altering the safety of the casting installation because the piece is securely held in place by the supply and exchange device. a pouring tube fixed under the distributor.