<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et appareil pour la coulée de lingots à partir d'acier liquide.
Cette invention se rapporte à un procédé et à des moyens pour la coulée de lingots à partir d'acier liquide du type dans lequel on a fait une addition d'éléments Métalliques plus denses que l'acier liquide, lesquels métaux possèdent des caractères d'immiscibilité dans de l'a- ciel' liquide, soit du plomb, du bismuth, du cadmium, de l'argent, etc..
Il est bien connu que, lorsqu'on lamine des lingots d'acier pour obtenir des blooms, le pied du lingot se plisse et est endommagé pendant le laminage et doit être dis au rebut. La quantité de métal rebuté est ordinairement de 1@ à 25% du lingot, suivant la forme du pied du lingot.
En fabriquant des aciers auxquels il été ejouté une pctite proportion d'un autre métel insoluble et plus dense,une certaine quantité de ce dennier élément a tendance
<Desc/Clms Page number 2>
à se déposer au pied du lingot pendant que l'acier est encore liquide. Les lingots sont fabriqués en déposant l'acier liquide dans des lingotières en fonte rel@tivements froides à parois épaisses ,la base de la lingotière étant formée d'une plaque épaisse relativement froide séparée ou faisant corps vcc la lingoctière.
L'acier peut être versé directement 2pur le dessus dans la lingotière ou indirectement par un aju@age en liaison avec des conduits réfractaires verticaux et horizontaux :.fin de pénétrer dans la lingotière par le dessous à Travers un -,,,.-ou percé dans la plaque de support. La pre- mière opération estconnue sous le nom de coulée ou versage par le dessus, la seconde, coulée ou alimentation vers le haut. Il a été observé en pratique que, lorsqu'on a affaire à des aciers liquides aux¯quels un métal plus lourd, tel que le plomb a été ajouté,suivant une technique connue, la liquation au métal plus lourd, c'est à dire le plomb, vers la base du lingot, demande une augmentation de la proportion de rebut au pied du lingot.
On croit que la liquation ne devient apparente que lorsque la lingotière est remplie (c'est à dire que les gouttelettes de plomb n'arrivent au bas du lingot que lorsque l'alimentation cesse et que la liquation cesse avant que la solidification de tout le lingot soit complète.
Le but de la présente invention est de fournir un pro- cède etdes moyens grâce auxquels le chatage ou le rebut au pied du lingot puisse être réduit.
Le procédé correspondant à la présente invention comprend la phase qui consiste à ralentir la vitesse de soli- dification du lingot à sa base. Le moyen employé afin de ralentir la vitesse de solidificationdu lingotà sa base consiste à interposer une couche réfractaire thermiquement isolante entre le fond de la lingotière et sa plaque métallique de support ou base.
<Desc/Clms Page number 3>
En se reportant aux dessins :
La figure 1 est une coupe transversale d'une forme d'une lingotière pour la coulée de lingots d'acier liquide conformément à la présente invention.
Les figures 2 à 6 sont des vues similaires montrant cinq modifications de cette disposition.
Dans la disposition montrée par la fil-. 1 des dessins, la lingotière 10 est prévue pour la coulée des lingots par le procédé de versage par le dessus dans lequel la lingotière est plus large en haut qu'au bas et elle est pourvue d'une sommet chaud d'un type bien connu, non représenté au dessin; sa base est munis de l'orifice habituel 11 obturé par le tampon habituel 12.
La lingotière est supportée par la plaque métallique ordinaire 13, de préférence en fonte.
Suivant la présente invention, une couche de matière thermiquement isolante montrée en 14 est interposée entre le fond de la lingotière et la plaque de support, et dans la construction montrée, la base de la lingotière comprend à sa face inférieure une série de logements 15 dans lesquels la matière isolante est placée de telle façon qu'elle s'étend autour de l'orifice 11, une plaque mince 16 en métal , de préférence en aicer étant interposée entre l'isolant et la plaque de support 13; la plaque 16 sert à retenir la matière isolante en place au fond de la lin,otière.
Cette matière peut être par exemple de la brique réfractaire , de la urique de silice, du mica, de l'amiante, de la chaux, du coke ou toute autre matière ayant les propriétés thermiquement isolantes et de résistance à la chaleur appropfiées.
Une disposition très similaire est montrée par la fig.. 2 du dessin dans laquelle ls linjotière est encore plus large à la tête qu'au bas et est à remplissage par le dessus ; dans ce cas, la forme de la base de la lingotière et des logy±'/ @
<Desc/Clms Page number 4>
ments 15 est un peu différente de celle de la figure précédente.
Dans chacune de ces dispositions, l'épaisseur du qétal à la base de la lingotière indiquée en 17 entre l'acier liquide et la matière isolante 14 est réduite au minimum possible, couple tenu de la résistance nécessaire du fond de la lingotière , de façon à minimiser les effets àu refroidissement local de l'acier au bas de la lingotière.
Dans la construction montrée par la figure 3 , la lingotière est plus étroite au sommet qu'au bas et est complètement ouverte aux deux bouts,alors que l'acier ,est versé dans la partie supérieure de la lingotière, c'est à dire par une opération de versage per le dessus.
Avec.cette disposition, la matière isolante 14 est simplement iatesposée entre la plaque de support 13 et le fond ouvert de la lingotière , mais afin d'éviter l'érosion de la matière isolante et réfractaire par l'acier liquide durant son versement,une mince tôle d'aeier ou de fer 18 est interposée entre le fond de la lingotière et la matière 14.
L'épaisseur de cette tôle est suffisante pour supporter le poids du lingot et pour résister à l'érosion ou ii. l'attaque de la part de l'acier liquide et empêcher de la sorte l'acier liquide de venir en contact avec la @atière isolante ; en même temps, la tôle est suffisamment mince pourminimiser les effets de refroidissement local provoqués par la dite tôle à la base du lingot, de sorte que ce refroidissement est faible en comparaison avec celui qui provient du contact direct de l'acier liquide avec la plaque de support habituelle.
La figure 4 montre une disposition très similaire daus laquelle,cependant, la matière 14 est placée dans un évidement pratiqué à la partie sup. rieure de la plaque de @
<Desc/Clms Page number 5>
support lS; cet évidement a une surface plus grande que celle du fond de 1 lingotière de pocon à isoler conve- nablement ce fond de la plaque de support.
Dans la figure 5, il est montré une déposition supplémentaire dane laquelle la forme de la lingotière et de la couche isolante de le plaque de support est si- milaire à celle de la fige l, dais dans-ce cas Le lin- got est coulé dans la lingotière en le versant p@m le f'ond à travers un tuyau ou canal réfractaire 1±.
La figure 6 montre une adaptation de la figure
3 pour le versage des lingots par le fond car dans ce cas, la couche isolante est d'une forme telle qu'elle pérmet l'entrée de l'acier liquide, et la plaque 18 est percée d'une ouverture centrale et munie d'un rebord 20 pour empêcher l'érosion de la matière 14 par l'acier pendant que ce dernier pénètre dans la lingotière.
La disposition montrée dans la figure6 peut être modifiée de façon à placer la matière 14 dans un logement situé dans la partie supérieure de la plaque de support montrée à la fig.4.
Au lieu d'employer une matière solide quel- conque pour former la couche thermiquement isolante, un espace d'air peut être prévu entre le fond de la lingo- tière et la plaque de support, dans le même but de retar- der la solidification du lingot à sa base. L'espace d'air peut remplacer l'une quelconque des matières isolantes définies ci-dessus et peut être placé dans la même position que ces matières, par exemple dans les réalisations montrées par les fig. 1 et 2, les logements 15 peuvent être laissés vides, c'est à dire contenant seulement de l'air.
Grâcs à cette invention, quand de l'acier du type défini ci-dessus est coulé, le ralentissement de la vitesse de solidification qui se produit à la base
<Desc/Clms Page number 6>
du lingot, fait que la proportion de liquation du métal plus lourd additionné se dépose ou est enfermée dans une position plus basse au fond de la lingotière que ce n'est le cas lorsque la vitesse de solidification au fond n'est pas retardée c'est à dire que la proportion de li- duation du métal ajouté se dépose dans la partie du lin- got qui est normalement chutée après le laminage , ou se fixe dans une position plus proche de la partie de rebut et dans tous les cas l'étendue du rebut au pied du lingot est réduite en comparaison avec les procédés et appareils employés pour couler l'acier du type défini ci-dessus.
Revendications.
1.- Procédé de coulée d'un acier liquide du type spécifié caractérisé en ce qu'on ralentit la vitesse de solidifi- cation du lingot à sa base.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and apparatus for casting ingots from liquid steel.
This invention relates to a method and means for the casting of ingots from liquid steel of the type in which an addition has been made of metallic elements denser than liquid steel, which metals have the characteristics of. immiscibility in liquid heaven, either lead, bismuth, cadmium, silver, etc.
It is well known that when steel ingots are rolled to bloom, the root of the ingot wrinkles and is damaged during rolling and must be discarded. The amount of scrap metal is usually 1% to 25% of the ingot, depending on the shape of the foot of the ingot.
In making steels to which a small proportion of another insoluble and denser metal has been added, a certain amount of this last element tends
<Desc / Clms Page number 2>
to settle at the foot of the ingot while the steel is still liquid. Ingots are made by depositing the liquid steel into cold, thick-walled cast iron ingots, the base of the ingot being formed from a relatively cold thick plate separate or integral with the ingot.
The steel can be poured directly from above into the mold or indirectly by an adjustment in conjunction with vertical and horizontal refractory ducts:. In order to enter the mold from below through a - ,,, .- or drilled in the backing plate. The first operation is known as pouring or top pouring, the second as pouring or top feeding. It has been observed in practice that when dealing with liquid steels to which a heavier metal, such as lead has been added, according to a known technique, liquation to the heavier metal, i.e. lead, towards the base of the ingot, requires an increase in the proportion of scrap at the bottom of the ingot.
It is believed that liquation only becomes apparent when the mold is filled (i.e. lead droplets only reach the bottom of the ingot when the feed ceases and liquation ceases before solidification of all of the ingot is complete.
The object of the present invention is to provide a method and means by which the casting or scrap at the bottom of the ingot can be reduced.
The process corresponding to the present invention comprises the phase which consists in slowing down the rate of solidification of the ingot at its base. The means employed in order to slow down the rate of solidificationdu ingot at its base consists in interposing a thermally insulating refractory layer between the bottom of the ingot mold and its metal support plate or base.
<Desc / Clms Page number 3>
Referring to the drawings:
Fig. 1 is a cross section of one form of an ingot mold for casting liquid steel ingots in accordance with the present invention.
Figures 2 to 6 are similar views showing five modifications of this arrangement.
In the arrangement shown by the fil-. 1 of the drawings, the ingot mold 10 is intended for the casting of ingots by the top pouring process in which the ingot mold is wider at the top than at the bottom and it is provided with a hot top of a well known type. , not shown in the drawing; its base is provided with the usual orifice 11 closed by the usual plug 12.
The mold is supported by the ordinary metal plate 13, preferably of cast iron.
According to the present invention, a layer of thermally insulating material shown at 14 is interposed between the bottom of the mold and the support plate, and in the construction shown, the base of the mold comprises at its lower face a series of housings 15 in the mold. in which the insulating material is placed such that it extends around the orifice 11, a thin plate 16 of metal, preferably aicer being interposed between the insulator and the support plate 13; the plate 16 serves to hold the insulating material in place at the bottom of the linen, otière.
This material can be, for example, refractory brick, silica uricum, mica, asbestos, lime, coke or any other material having suitable thermally insulating and heat resistance properties.
A very similar arrangement is shown in fig. 2 of the drawing in which the linjotière is even wider at the head than at the bottom and is filled from above; in this case, the shape of the base of the mold and the logy ± '/ @
<Desc / Clms Page number 4>
ments 15 is a little different from that of the previous figure.
In each of these arrangements, the thickness of the qetal at the base of the mold indicated at 17 between the liquid steel and the insulating material 14 is reduced to the minimum possible, torque given the necessary resistance of the bottom of the mold, so to minimize the effects of local cooling of the steel at the bottom of the mold.
In the construction shown in figure 3, the mold is narrower at the top than at the bottom and is completely open at both ends, while the steel, is poured into the upper part of the mold, i.e. by a pouring operation from above.
With this arrangement, the insulating material 14 is simply placed between the support plate 13 and the open bottom of the mold, but in order to prevent erosion of the insulating and refractory material by the liquid steel during its pouring, a thin sheet of steel or iron 18 is interposed between the bottom of the mold and the material 14.
The thickness of this sheet is sufficient to support the weight of the ingot and to resist erosion or ii. attack by the liquid steel and thereby prevent the liquid steel from coming into contact with the insulating material; at the same time, the sheet is thin enough to minimize the effects of local cooling caused by said sheet at the base of the ingot, so that this cooling is low compared to that which comes from the direct contact of the liquid steel with the plate usual support.
Fig. 4 shows a very similar arrangement in which, however, the material 14 is placed in a recess in the upper part. top of the @ plate
<Desc / Clms Page number 5>
lS support; this recess has a larger area than that of the bottom of the pocon mold to suitably isolate this bottom from the support plate.
In figure 5 there is shown an additional deposit in which the shape of the ingot mold and the insulating layer of the support plate is similar to that of the jig 1, in this case the ingot is cast. in the mold by pouring it p @ m the base through a refractory pipe or channel 1 ±.
Figure 6 shows an adaptation of figure
3 for pouring ingots from the bottom because in this case, the insulating layer is of such a shape that it allows the entry of the liquid steel, and the plate 18 is pierced with a central opening and provided with a rim 20 to prevent erosion of the material 14 by the steel as the latter enters the mold.
The arrangement shown in figure 6 can be modified so as to place the material 14 in a housing located in the upper part of the support plate shown in figure 4.
Instead of using any solid material to form the thermally insulating layer, an air space can be provided between the bottom of the mold and the support plate, for the same purpose of delaying solidification. ingot at its base. The air space can replace any of the insulating materials defined above and can be placed in the same position as these materials, for example in the embodiments shown in Figs. 1 and 2, the housings 15 can be left empty, that is to say containing only air.
Due to this invention, when steel of the type defined above is cast, the slowing down of the rate of solidification which occurs at the base
<Desc / Clms Page number 6>
ingot, causes the proportion of liquation of the added heavier metal to settle or be locked in a lower position at the bottom of the ingot mold than is the case when the rate of solidification at the bottom is not retarded c ' that is, the release proportion of the added metal settles in the part of the lin- taste which is normally dropped after rolling, or gets fixed in a position closer to the scrap part and in any case the The extent of the scrap at the bottom of the ingot is reduced in comparison with the methods and apparatus employed for casting steel of the type defined above.
Claims.
1.- A method of casting a liquid steel of the specified type, characterized in that the rate of solidification of the ingot at its base is slowed down.