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Cette invention concerne des dispositifs propres à être employés pour la coulée des métaux en fusion et elle a particulièrement pour but de procurer un réservoir pour l'alimentation continue de métal en fusion. Bien qu'elle soit applicable à d'autres usages, l'invention est particulièremer t destinée à être utilisée pour la coulée continue de l'acier.
Pour la coulée continue de l'acier, il est nécessaire que le mé- tal en fusion soit déchargé d'un récipient dans le moule en un jet uniforme et ininterrompu., à une vitesse telle que la quantité de métal en fusion pé- nétrant dans le moule par unité de temps soit toujours égale à la quantité de métal émergeant du moule par unité de temps à l'état de billette ou lin- got solidifié ou partiellement solidifié. Il est d'usage de décharger le métal èn fusion rapidement du four de fusion dans un grand récipient ou "po- che de coulée" et de le décharger subséquemment par intermittence de cette poche dans un récipient plus petit ou "entonnoir de coulée" qui comporte un ou plusieurs trous ou ajutages de sortie pour décharger le métal dans le ou les moules, en donnant lieu aunsi au jet ou aux jets de métal continus requis.
Ce système offre 1-'inconvénient que les variations de la hauteur de métal en fusion dans l'entonnoir de coulée produisent des variations dans la vitesse à laquelle le métal est déchargé, cette vitesse étant proportionnelle à la racine carrée de la hauteur de métal dans l'entonnoir de coulée. Il n'est donc pas possible d'obtenir une décharge raisonnablement uniforme du métal en fusion par ce système.
Un but de la présente invention est de fournir un réservoir assurant une alimentation continue de-métal en fusion à une vitesse plus uniforme que jusqu'à présent. Un autre but est de réduire la solidification du métal sur les surfaces du réservoir.
Suivant un aspect de l'invention, le réservoir qui dans le cas de la coulée continue de l'acier est un entonnoir de coulée, possède une chambre de chauffe sous le fond du réservoir, de telle sorte que le fond peut être chauffé, et un conduit de sortie partant du réservoir et passant à travers la chambre de chauffe. On comprendra facilement que, grâce à cette construction, le métal en fusion est empêché de se solidifier sur le fond du réservoir et qu'en outre il est maintenu à une température élevée pendant son passage dans le conduit de sortie. Suivant un autre aspect de l'invention, la chambre de chauffe communique avec l'espace situé au-dessus du réservoir de telle sorte que des gaz chauds introduits dans la chambre de chauffe pour chauffer le fond du réservoir circulent par conséquent sur le contenu du réservoir.
Suivant un troisième aspect de l'invention, le réservoir comprend un bassin large et peu profond dans lequel la majeure partie du métal en fusion est contenue et un bassin profond de faible section transversale en dessous du bassin peu profond et communiquant librement avec celui-ci, le bassin profond étant pourvu d'un ajutage de sortie tel que la vjtesse du jet de métal qui y passe dépend de la pression à l'ajutage. Gr@@ce à cette construction, le niveau du métal dans le bassin peu profond varie dans une mesure relativement faible pendant le remplissage et pendant la décharge de telle sorte que la hauteur de charge du métal en fusion au-dessus de l'ajutage n'est soumise dans ces conditions qu'à de faibles variations proportionnelles.
Le bassin profond comprend de préférence une pièce de sortie tubulaire s'étendant de haut en bas pour se terminer à l'ajutage.
On comprendra plus facilement l'invention par la description donnée ci-après, à titre d'exemple, d'un entonnoir de coulée pour l'alimenta '- tion continue d'acier en fusion pour coulée continue, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe verticale de l'entonnoir de coulée suivant la ligne I-I de la fig. 2, et
Fig. 2 une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
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Comme le montrent les dessins, l'entonnoir de coulée comprend une chambre 12 résistant à Inaction de la chaleur et faite en matière réfractaire. Cette chambre possède un toit 13, une base 14 et des parois d'extrémités 15, 16. Un fond 17 est fixé approximativement à mi-hauteur entre le toit 13 et la base 14 et s'étend sur toute la surface de la chambre 12 à l'exception d'un espace rectangulaire 18 adjacent à la paroi d'extrémité 15. Une plaque 19 est fixée à l'extrémité libre du fond 17; cette plaque s'étend verticalement de part et d'autre du fond 17 et forme conjointement avec celui-ci et les parois de la chambre 12 un bassin ou réservoir 20 peu profond mais large. Le fond 17 et la paroi 15 sont en matière réfractaire.
Un bassin ou réservoir relativement profond mais étroit est formé par une pièce de sortie tubulaire, verticale 21 qui part du fond 17 et passe à travers la base 14 de la chambre 12. Cette pièce 21 contient unorgane d'étranglement 22 qui forme ajutage et réduit l'écoulement du liquide qui y passe de façon à obtenir une vitesse d'écoulement uniforme dépendant de la pression du liquide à l'ajutage.
La chambre 12 est pourvue à l'extrémité opposée de l'espace intérieur, d'une ouverture 23 ménagée dans la paroi 16 au-dessous du fond 17, pour l'introduction d'un brûleur à gaz destiné à chauffer la chambre de combustion 25 formée entre le fond 17 et la base 14. Une seconde ouverture 26 est formée dans la paroi 16 au-dessus du fond 17 pour permettre, en premier lieu, à la matière en fusion d'entrer dans la chambre et, en second lieu, aux gaz de combustion de quitter la chambre.
La chambre 12 est montée au-dessus d'un moule pour coulée continue 27 de toute forme connue de telle sorte que la matière quittant la pièce de sortie 21 tombe d'une manière continue dans le moule pour former la billette 2b.
La hauteur verticale du tube de sortie 21 entre le fond 17 et l'ajutage 22 est un multiple de la profondeur du réservoir 20. Par exemple la longueur verticale du tube, mesurée comme indiqué ci-dessus, peut être de 9 pouces (228,5 mm), tana@s que la profondeur du réservoir 20 peut n'e - lire que de 4 pouces (101,5 cm). Dans un exemple d'exécution le diamètre interne de l'ajutage 22 peut être de 3/16 à 1 pouce (4,76 à 25,4 mm) et ce dernier est monté à l'intérieur de la pièce de sortie 21 qui est en matière réfractaire et présente un diamètre interne de 2 pouces (50,o mm). Le réservoir 20 présente approximativement une largeur interne de 9 pouces (228,5mm) et une longueur interne de 20 pouces (508 mm).
Le métal en fusion est introduit dans l'entonnoir par l'ouverture 26 et remplit le bassin 20 et la pièce 21; le métal en fusion se décharge alors à une vitesse uniforme par l'ajutage 22 dans le moule de coulée continue 27. Le brûleur à gaz 24 est introduit dans l'ouverture 23 et produit une flamme qui lèche la surface inférieure du fond 17 et ralentit la soli- dification du métal en fusion sur le fond. Elle maintient aussi à une haute température le métal qui se trouve dans le tube 21 en réduisant davantage la solidification. Enfin, les gaz de combustion quittent la chambre de chauffe 25 par l'espace 18 et passent sur le contenu du bassin 20 avant de s'échapper par l'ouverture 26.
La combustion est réglée deman@ère à se produire principalement dans la chambre inférieure 25 et à être terminée de préférence quand les gaz atteignent l'ouverture d'échappement 26.
Les dimensions verticales relatives du tube 21 et du bassin 20 sont telles que les variations de la hauteur de charge du métal en fusion à l'ajutage 22 sont faibles en comparaison des variations dans les quantités de métal fournies à l'entonnoir ou débitées par celui-ci. Ceci résulte du fait que la plus grande partie du métal est contenue dans le bassin peu profond 20 et qu'une grande addition de métal dans ce bassin ne provoque qu'une faible fluctuation de la hauteur du métal dans ce bassin par rapport
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à la hauteur de charge totale du métal à l'ajutage 22.
Par exemple, pour les dimensions indiquées précédemment, une quantité d'environ 8 livres (3,630 kg) d'acier en fusion remplira complètement le tube de sortie 21 au- dessus de l'ajutage 22, tandis qu'une quantité de 76 livres (34,5 kg) envi- ron d'acier en fusion est nécessaire pour remplir le bassin 20 à une hauteur de 1 pouffe (25,4 mm).
Ainsi, lorsque l'entonnoir décharge de l'acier en fu- sion,une quantité de 1 pouce de hauteur de métal par exemple quittant le bassin, l'addition rapide de 2 etws (101,6 kg) d'acier en fusion d'une poche de coulée élèvera le niveau du liquide de 3 pouces (76,2 mm) dans le bassin, mais la hauteur du liquide au-dessus de l'ajutage variera de 10 à 13 pouces (254 mm à 330 mm) et le débit augmentera dans la proportion de la racine carrée de 13 divisée par la racine carrée de 10 ou d'environ 14 %.
REVENDICATIONS.
1. Réservoir pour l'alimentation continue de métal en fusion, caractérisé en ce qu'il possède une chambre de chauffe en dessous de son fond, de telle sorte que celui-ci peut être chauffé, et un conduit de sortie par - tant du réservoir et passant à travers la chambre de chauffe.
2. Réservoir pour l'alimentation continue de métal en fusion, caractérisé en ce qu'il possède une chambre de chauffe située en dessous de son fond et communiquant avec l'espace au-dessus du réservoir ou bassin, de telle sorte que les gaz chauds introduits dans la chambre de chauffe pour chauffer le fond du réservoir passent ensuite au-dessus du contenu de celui-ci.
3. Réservoir pour l'alimentation continue de métal en fusion , caractérisé en ce qu'il comprend un bassin large et peu profond dans lequel la majeure partie du métal en fusion est maintenue et un bassin profond de faible section transversale situé en dessous du bassin peu profond et communiquant librement avec celui-ci, le bassin profond étant pourvu d'un ajutage de sortie tel que la vitesse du courant qui y passe dépend de la pression à l'ajutage.
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This invention relates to devices suitable for use in the casting of molten metals and it is particularly intended to provide a reservoir for the continuous supply of molten metal. Although applicable for other uses, the invention is particularly intended for use in the continuous casting of steel.
For the continuous casting of steel, it is necessary that the molten metal be discharged from a container into the mold in a uniform and uninterrupted stream., At a rate such that the amount of molten metal entering in the mold per unit of time is always equal to the amount of metal emerging from the mold per unit of time in the billet or solidified or partially solidified state. It is customary to discharge the molten metal rapidly from the melting furnace into a large vessel or "pouring bag" and subsequently discharge it intermittently from this pocket into a smaller vessel or "pouring funnel" which. has one or more outlet holes or nozzles for discharging metal into the mold (s), thereby giving rise to the required continuous stream or streams of metal.
This system has the disadvantage that variations in the height of molten metal in the pouring funnel produce variations in the rate at which the metal is discharged, this rate being proportional to the square root of the height of the metal in. the pouring funnel. It is therefore not possible to obtain a reasonably uniform discharge of the molten metal by this system.
An object of the present invention is to provide a reservoir ensuring a continuous supply of molten metal at a more uniform rate than heretofore. Another object is to reduce the solidification of the metal on the surfaces of the tank.
According to one aspect of the invention, the tank which in the case of the continuous casting of steel is a pouring funnel, has a heating chamber under the bottom of the tank, so that the bottom can be heated, and an outlet duct starting from the reservoir and passing through the heating chamber. It will easily be understood that, thanks to this construction, the molten metal is prevented from solidifying on the bottom of the tank and that moreover it is maintained at a high temperature during its passage through the outlet duct. According to another aspect of the invention, the heating chamber communicates with the space located above the tank so that hot gases introduced into the heating chamber to heat the bottom of the tank therefore circulate over the contents of the tank. tank.
According to a third aspect of the invention, the reservoir comprises a wide and shallow basin in which the major part of the molten metal is contained and a deep basin of small cross section below the shallow basin and freely communicating with the latter. , the deep basin being provided with an outlet nozzle such that the speed of the metal jet which passes through it depends on the pressure at the nozzle. Due to this construction, the level of the metal in the shallow basin varies to a relatively small extent during filling and during discharge such that the height of the charge of the molten metal above the nozzle n 'is subject under these conditions only to small proportional variations.
The plunge pool preferably includes a tubular outlet part extending from top to bottom to terminate at the nozzle.
The invention will be understood more easily from the description given below, by way of example, of a pouring funnel for the continuous supply of molten steel for continuous casting, with reference to the accompanying drawings, wherein :
Fig. 1 is a vertical section of the pouring funnel along the line I-I of FIG. 2, and
Fig. 2 a horizontal section along the line II-II of FIG. 1.
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As shown in the drawings, the pouring funnel comprises a chamber 12 resistant to heat inaction and made of refractory material. This chamber has a roof 13, a base 14 and end walls 15, 16. A bottom 17 is fixed approximately halfway between the roof 13 and the base 14 and extends over the entire surface of the chamber 12. with the exception of a rectangular space 18 adjacent to the end wall 15. A plate 19 is fixed to the free end of the bottom 17; this plate extends vertically on either side of the bottom 17 and together with the latter and the walls of the chamber 12 forms a shallow but wide basin or reservoir 20. The bottom 17 and the wall 15 are made of refractory material.
A relatively deep but narrow basin or reservoir is formed by a tubular, vertical outlet piece 21 which starts from the bottom 17 and passes through the base 14 of the chamber 12. This piece 21 contains a throttling member 22 which forms a nozzle and reduces the flow of liquid passing therethrough so as to obtain a uniform flow velocity depending on the pressure of the liquid at the nozzle.
The chamber 12 is provided at the opposite end of the interior space, with an opening 23 made in the wall 16 below the bottom 17, for the introduction of a gas burner intended to heat the combustion chamber. 25 formed between the bottom 17 and the base 14. A second opening 26 is formed in the wall 16 above the bottom 17 to allow, first, the molten material to enter the chamber and, secondly. , the combustion gases to leave the chamber.
The chamber 12 is mounted above a continuous casting mold 27 of any known shape so that the material leaving the outlet piece 21 continuously falls into the mold to form the billet 2b.
The vertical height of the outlet tube 21 between the bottom 17 and the nozzle 22 is a multiple of the depth of the tank 20. For example the vertical length of the tube, measured as indicated above, may be 9 inches (228, 5 mm), but the depth of the reservoir 20 may only be 4 inches (101.5 cm). In an exemplary embodiment the internal diameter of the nozzle 22 may be 3/16 to 1 inch (4.76 to 25.4 mm) and the latter is mounted inside the outlet part 21 which is made of refractory material and has an internal diameter of 2 inches (50.0 mm). Reservoir 20 has approximately an internal width of 9 inches (228.5mm) and an internal length of 20 inches (508mm).
The molten metal is introduced into the funnel through the opening 26 and fills the basin 20 and the part 21; the molten metal then discharges at a uniform rate through the nozzle 22 into the continuous casting mold 27. The gas burner 24 is introduced into the opening 23 and produces a flame which licks the lower surface of the bottom 17 and slows down the solidification of the molten metal on the bottom. It also maintains the metal in the tube 21 at a high temperature, further reducing solidification. Finally, the combustion gases leave the heating chamber 25 through the space 18 and pass over the contents of the basin 20 before escaping through the opening 26.
Combustion is set to occur primarily in the lower chamber 25 and preferably to be completed when the gases reach the exhaust opening 26.
The relative vertical dimensions of the tube 21 and the basin 20 are such that the variations in the height of the charge of the molten metal at the nozzle 22 are small compared to the variations in the amounts of metal supplied to or discharged from the funnel. -this. This results from the fact that most of the metal is contained in the shallow basin 20 and that a large addition of metal in this basin causes only a small fluctuation in the height of the metal in this basin with respect to.
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to the total head of the metal at the nozzle 22.
For example, for the dimensions given above, an amount of about 8 pounds (3.630 kg) of molten steel will completely fill outlet tube 21 above nozzle 22, while an amount of 76 pounds ( Approximately 34.5 kg) of molten steel is required to fill basin 20 to a height of 1 pouffe (25.4 mm).
Thus, when the funnel discharges molten steel, a 1 inch high amount of eg metal leaving the basin, the rapid addition of 2 etws (101.6 kg) of molten steel d '' a ladle will raise the level of the liquid 3 inches (76.2 mm) in the basin, but the height of the liquid above the nozzle will vary from 10 to 13 inches (254 mm to 330 mm) and the flow will increase in the proportion of the square root of 13 divided by the square root of 10 or approximately 14%.
CLAIMS.
1. Tank for the continuous supply of molten metal, characterized in that it has a heating chamber below its bottom, so that the latter can be heated, and an outlet duct through - both the tank and passing through the heating chamber.
2. Tank for the continuous supply of molten metal, characterized in that it has a heating chamber located below its bottom and communicating with the space above the tank or basin, so that the gases heat introduced into the heating chamber to heat the bottom of the tank then pass over the contents of the latter.
3. Tank for the continuous supply of molten metal, characterized in that it comprises a wide and shallow basin in which the major part of the molten metal is held and a deep basin of low cross section located below the basin. shallow and communicating freely therewith, the deep basin being provided with an outlet nozzle such that the speed of the current which passes through it depends on the pressure at the nozzle.