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Dispositif pour la coulée continue directe de l'acier.
Domaine technique La présente invention est relative à un dispositif pour la coulée continue directe de métal en fusion, en particulier de l'acier.
Etat de la technique Dans la pratique actuelle de la coulée continue de l'acier, on utilise habituellement un panier répartiteur alimentant une ou plusieurs lignes de coulée. Une ligne de coulée continue conventionnelle comporte ainsi successivement un conduit vertical de sortie du panier répartiteur, avec un organe d'arrêt tel qu'une vanne à tiroir par
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gaj,. qf ent,, v (rtigAl, d', aljrnentation de la lingotière. Ce dernier conduit se termine généralement par une busette dont l'extrémité inférieure est immergée.d.ans, t.'apier liquide coûté dans la lingotière.
Le ménisque se forme dès mme qur, au : poin Io d'Ri. : rée, de@ l'acier. liqvide, oafl jors..un.'Ye.a.usupérieur, aux points, d'ejrée de t'acier jiqujde. dans, ja gpère, inirnée Cette tngoti. re est ette- ; mêrre animée d'un mouvement d'oscillation vertical, destiné à empêcher le collage du lingot aux parois internes de la lingotière. 1\ n'existe pas de liaison continue entre la lingotière et le panier répartiteur, afin de ne pas pppger le mouveme propager te mouvement d'oscillation dans toute ta. tigne de coulée. Par ailleurs, la ".-T'j. '..-'.'' : t . Luc"'...'-'. : \''.'"'"''., r '. !., :"'t ! - : :' ;'') : u surface supérieure libre de t'acier dans la lingotière se trouve. en générât à) a pression atmosphérique, soit à l'air libre, soit sous une atmosphère protectrice, par exemple d'argon, soit encore sous une couche d'une poudre de couverture.
Les conduits de coulée étant verticaux, l'organe d'arrêt est habituellement actionné dans. un pian hprizontaj.
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Un tel système de coulée continue présente divers inconvénients.
"'. í \.', 1. r,.'t' ;. t 1.',, 1 1 l' ;'. J (,' Le lingot coulé en. continu présente en effet souvent une mauvaise qualité de surface, à cause de ta difficulté d'assurer, d'une part une régulation adéquate du L f J 'rI : :,. 1.'- :'f l, 1..}. tí''-'". " -- ; J'}, 1 C njve. au du ménjsque, et d'autre part un réglage correct du débit, d'acier. EnjOUtre. jt se produit,. fré. quejnmn, t un bouchage. du disppsitide rég ! ag, e, du débiaus. si bien g da. os le cas, d'une querouille. que d'une. vanne à tiroir, ou, même, dns t . busette. de cou) ée,a < ; ilieurs, les dispositif s, de. coulée connus donnent iieu,, à un.. écoutèrent. à forte tvrbuleqce d, 3ps la, lingotière, provoquant ainsi le piégeage-d', incusipn u . 1.
1 :', "..} 1 r, -.)
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bulles de gaz, en particulier d'argon, dans la peau d'acier solidifiée. Enfin, la coulée continue conventionnelle conduit en général à un entraînement d'air dans l'acier liquide, ce qui peut donner naissance ultérieurement à des soufflures et à des défauts internes dans l'acier.
Pour tenter de réduire ces inconvénients, on a actuellement recours à des dispositifs complexes de réglage du débit d'acier et de protection contre la réoxydation de l'acier, et la présence d'un opérateur est souvent requise à proximité de l'installation de coulée, c'est-à-dire dans un environnement de travail très chaud, chargé de poussière et de fumées.
MY. d'.- ( ! f.. ci. o-. J'a.-r soee. r. n. h cou.'ce nPr.'m ? 3 CRnvéns, movenun 8''. -'. .. iM ba jfQe onformém nvention, un disp olitif pour,-cpulée continue directe de l'ac*e if qui cpmpreqd un panier riépartitçur,. au, ln ie lin otièr e,,,, de ; s mq e Conformément à l'invention, un dispositif pour ta coûtée continue directe de t'acter, v Po'jrier. fë.' ce'.'uioe- ; t-, fccr ! \. . !'r. 'i-'. ? c' !., e ! ! t : . i,''ou < s a oes aisnon ! *) ! qui comprend un. panier répartiteur,, au moins une tingotière et des moyens de Co'np'exPs 00 : q :'- r ;'-. r ! '.' < . ''' . r.'.' ;' :'. :.'en ccn'te-3 i'eox'/Safion ce tiaison reliant te panier répartiteur à ladite tingotière, et dans teque). ladite ti gotière ! c. ! ,' :' ;
r ! j''-e'.". ;''..''.. < ) f". j"' ! a'." '.'". :.'. vc' .'qu'nc. a p-'ox :)'''' de e t a i é 'un mouveme t d.'oscittation, est caract risé en ce que) esdi s moyens de liaison comprennent urie partie dite fixe, solidaire dudit panier répartiteur une de liaison comprennent une partie dite fixe, solidaire dudit panier répartiteur, une hrgf rj ; :. ûoni''..'SL c. t ; -.. partie dite mobile, solidaire de ladite lingotière, et des moyens de jonction entre tadite partie fixe, et ladite partie mobile, lesdits moyens de jonction étant conçus de façon à empêcher la propagation du mouvement de la partie mobile à la partie fixe, c 92 S 5, t vte $ ! Ç t f ;, F ! Çke :'il ;
? t¯iÇ, ! et en ce que)'ensemb, te composé de, tadite partie fixe, de tadite partie mobite et desdits, mo. yens de, jonction constituq une communication, étanche à l'air entre le panier répartiteur et ladite lingotière.
5iofi0rffílt ; lt |'c'E-'2 e fFEgÇt e tr. ; ciEi panier répartiteur et tadite tingotière.
''. < 'i ; or ['',."'it : ! . : ')').- ; :''' ;. .)" :. j...-' < .. c.-'i \'''.". .' ;. '.'l'e dt ;'.''t'' e 'C ! t, Seton une caractéristique intéressante, tadite comm nication présente u e se ti n rjLh co. o''''/. ! < ' :.'' : ? ".'.'. J ;"'). Y'.' :.'. t.'r-.'n=..'i ; ;"r. 'u-re ? c-e < )' ! CVt : n'.' m pr Rnierjep. artiructua ta ! ingotière, t,. adite sept) Qn d [. éco. uj [enent orrespord,
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Dans la pratique conventionnelle, la lingotière est généralement animée d'un mouvement d'oscillation vertical, par conséquent dirigé parallèlement à l'axe longitudinal de la lingotière et de la busette immergée. Ce mouvement de la lingotière est conservé dans le dispositif de l'invention.
La rupture de la chaîne cinématique, c'est-à-dire l'interruption de la propagation de ce mouvement d'oscillation, peut être assurée par tout moyen connu.
Il s'est cependant avéré avantageux, suivant une variante particulière de l'invention, de prévoir dans lesdits moyens de liaison un tronçon horizontal dans lequel sont de préférence disposés lesdits moyens de jonction entre la partie fixe et la partie mobile desdits moyens de liaison. D'une façon plus générale, ledit tronçon de liaison -, ,. Ja dirç 0 pu, \ (emçnt,, d-'g ciq 0 t dq rép n bit, P', u minière ayi lesoits moyens,,. dg jqnction cç flng ' ? ' ..---.-. :-.'. T.-. mouvcrn. de. !. ? perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit tronçon horizontal. Une telle vanne à p ! ! "'s,., ayangeuse, tesd. ts, moyens de, J. qnctn, corenne essentie)) ement une vanne à tiroir, de préférence à trois ptaques, disposée û r'ano :')."' : ;' : < .' !'. : :.''.'-'.''''.. '' :".-"'"'.'.'-'.''h''r-i'rperpendiculairement à l'axe longitudinal dudit tronçon horizontal.
Une telle vanne à tjrojr permet d'une part de réahser ! a jonction étanche entre (a partie fixe. et) a partie rnqJtlÒr7' : r" :'j." ; : :"r" : . T : !.-t. ;". !/'.'". ;'v i. : L'f.'...'. ! ;. ! r. it' p. < :'T. !.) !) e''K aa : !".'.'p') fio'."i, mobite desdits moyens de tiaison tout en autorisant) e mouvement relatif entre r, r j r *., ° .", > s. s t"\ s \. ;, t, z o, , S !-c. :,, S t A tesdites parnes fixe et mobi) e, et d'autre part d'opérer)', ouverture, ou ! a fermeture Dans une forriie de rélisation plarticulière du dispositif de l'inyentig, n,,. lesdits desdjts moyens de) iaisop pour autoriser ou interrompre)'écou) ement de t'acier.
; ; ;. ; L c'js :'t.. ='.' !'-.)/ ; rf. r. ;... -. ' :-'. ; .-.'', j :-r' i :', ; : ; r. ;/'c''.'' : ' !' ! : ; f)." ; e htsort páf. 1.. gl" !. e fq, , de, réfll ! sa. tio. . Rar ! içlíère "du, q, ispositif. A. J' Iny. , t. iR''") esdls Dans une forme de réatisation particutière du dispositif de t'inventiçn, Jesdits W¯irr, : L : 'nHi ?',, . t, constitués par, des, tubes en matière réractaie, ou de moyens, de tiaison sont constitués par des tubes en matière réfractaire, ou de préférence par des tubes métalliques revêtus intérieurement d'un garnissage en matière réfractaire.
Avantageusement, ta partie mobije, desdits moyens de tiaison c, om ; otrotU ; sion extrémité ; 'e sorjtie'vers. i'a lingot, ièsrje, ur e , ortio, nrlt. esrminale, enousrl, e comporte, à son extrémité de sortie vers. ta tingotiêre, une portion, termina) e. en une ' : utfb'r. t.. < .''.'.-..-', :. .. c'f :, : ). ; :"r'-'''' ; pbcuc'3. (joscc ''. ' P ''' e ! i < . . re (ette re. h. auss. e,. est. assembtee à < a, ttngot'ère. au moyen d'. un. annea. u.. d. JQDç. iort en ue, mat'jèrr. fracîairej) artiçu ! ! ère, tetje que du. iato. pe ! Hicre. s, e. nte, '. aYr) t, ae desister. . ta, compressio pt djêtfe usinabje,. donc e présenter une. surfac. e,. ! e. n igiilçlio . d-et i.
Si-ilon. çéiui-i t prtic ; ulière, telje que du Qune4egr. adppasrétat.. desurfaqede. J'acj. r. : : (.-. ; .. !, :, ... pqs l'éat,. de 5urfaçe, dE . i'aci (r
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Le rôle d'une telle rehausse, bien connu dans la technique de la coulée en lingots, est de constituer une réserve d'acier liquide pour compenser le retrait dû à la solidification de l'acier dans la lingotière, Par la réalisation en deux composants proposée ici, la rehausse permet de s'affranchir des problèmes liés à la régulation du niveau de l'acier liquide en reportant le ménisque dans la partie réfractaire, c'est- à-dire plus haut que le niveau auquel la peau de l'acier commence à se solidifier.
Selon une technique connue en soi, le dispositif de l'invention peut encore comporter des moyens pour lubrifier les parois internes de la lingotière, notamment par introduction d'un lubrifiant à travers lesdites parois. par introduction d'un lubrifiant à travers lesdites parois, dp rn e r, la fig, e n q à, titre,., de, siMple qxzmple, p chéatuetà titre,.de simp eexe;mp)e DarJa fi ureunique,aneéje,,.,.,. ;. ;, :., vC t elil. a {; ?.. ! Ft < s. \. Lì l E < ^, ; rl t Lag, nre eprésen=teppar'ier, répartiteur ; 1.. ra, ccordé à. ur). e,, Ungotire 2, par. des moyens de tiatsQn présentant une section d,'écou) ement constante. Ces moyens de t,' < J f :''..''JJ f'\',."J :.-''.'''''t.'-'. !''.-''''-....' ! ! !..''..".' ! ;)' ;''.''trjt. i'. !- f,'-..
Ltjaison. comportent une, partie fixe 3, sotidaire du panier répartiteur 1, et,. ure e partie mobile 4, solidaire de la lingotière 2. La partie mobile 4 fait ainsi partie de t'ensemble oscillant encadré par un trait mixte, 8, dont le mouvement d'oscillation est indiqué par la flèche 9. La partie fixe-3 et la partie mobile 4 sont raccordées ; 1.... : ( :'" :,.'. "¯IC, :, ;,/í. -J- \"'\i', . (r.,'" ""'"....',.. > -.. )'une à l'autre pa, r une vanne à tiroir 5 à trois plaques, disposée dans un tronçon horizontal desdits moyens de liaison, perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit tronçon horionta). La ptaque de gauche est solidaire de ! a partie fixe 3, ta ptaque. de droite est solidaire de la partie mobile 4 et la plaque centrale constitue l'organe de fermeture et d'ouverture de la vanne à tiroir.
La partie mobile 4 se termine par une rehausse 6, partiellement en Sialon, par laquelle elle se raccorde à la tingotière 2. do'mmé@, là,, fipMre le montre clairement, i'acie est coulé directement du panier Comme) a figure te montre ctairement, t'acier 7 est coûté directement du panier répartiteur 1 da aps ta lingotièe 2, sans qu'i ! y ait formation, d'un ménisque et sans te ; trO' ! ''. T''- :' Jh''''''f'. L ) ;''' :.'' 'Jt fh -) L/ L'" mQindretrétSisement de la section d'écoulement.......
( : "j ; "I : : t) -., -'-, " f' ! I :. '. l, ",, ., i, '. I : " l ; "" :'f' :.' pe,, disposijf. ne. nécssite. pas de sy. stème'de régul, atipn de, débit. ou. de ntyau ies mQYens-de !. ia) pn,. s. on. t, en permanençe. remplis d'acier par'suite, d. e, Jcoutere
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gravitaire entre le panier répartiteur et la lingotière. Il en résulte une amélioration de l'état de surface du lingot.
La section d'écoulement est sensiblement constante sur toute la longueur des moyens de liaison. Il n'y a donc pas de risque de bouchage dû à une éventuelle restriction de la section d'écoulement. Il n'est dès lors pas nécessaire de prévoir une injection d'argon dans la busette pour éviter de tels bouchages, ce qui supprime par conséquent le risque d'apparition de défauts internes dans l'acier par piégeage de bulles d'argon.
S Les grandes dimensions de la section d'écoulement assurent une pression trf ; al% qtÇqviEetaid ; ; Jwis Na, o, tièrre., jll ; 9 ! rXs ; u, teetur3, nwfeS RyS a ; qliftEe ! a ; e ; e f une augmentation de l'épaisseur de la peau solidifiée ainsi qu'une augmentation de l'épaisseur de la peau solidifiée ainsi qu'une augmentation de ta vitesse de coûtée.
L sRCt'o" ! d'cnui'-ftT '..'- : c's ! h ! t- !'fc"cn. letr) !. suf Toutp ia ionueu ! des !'n'i''' ? 0 Pr"'" inctuionnaire du produit coûté..)..
, cf r- !, ;'ilt : e. & 3risi i'.) f. ir s'[t : Cv {*aC, 3a : En. outre, te dispositif de coûtée suivant t'invention constitue un système fermé et t. ! L ; U ! ! S H.'' : j (.. rp 9, Pr ? étanche à t'air ; i) ne se produit dès tors pas de réoxydation de t'acier liquide pendant ta coulée. g L'étanchéitë d'u. n têt système de coûtée empêche pratiquement toute émission de étanche à l'air ; il ne se produit dès lors pas de réoxydation de l'acier liquide pendant la coulée. poussière et/ou de fumée et ne donne pas lieu à un dégagement de chaleur - r : : ; :. ;' ; ".'' : ur'. t . .'.'t t \'r ;' . ; ! ; c.' o''.'.' important à proximité du dispositif de coulée. Les conditions de travail sont ainsi ,.'. 1,',,' qettement améliorées..
La. présence d'urj qpérateur n'est d,'ailleurs. pas. re. quise. en j egmanence, ça ! r. le,"dis, posit, f cle, co4} e, ne c, ;, ; m ; p, ortte. ipa s"jdje sXisiterm, es ! id ! er ! é ,.. 0''\. p'' & .'. ."'. !'''. & 'i'j ! '.'' :. : : ! \-.' ; : ;'.'.''. i.. :"..' ;. ;'. u) i..) ; .' : '"'' ; ! ; :.' ! i ! ßr, N ! Ng ? ; de débit etlou de níveau. et ne nécessite dès lors pas une surveillance constante à ) < ic !'jSt")' ! . ! C' :''Ji.) !.. ! :.. j)'.'r' ! t : e. cet égard. rf s r e 4"; ;} if '! ! t 8. Sx ìl, èí I ? ié f ! : CJ t g f t...
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