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Procédé et dispositif pour la coulée continue
de métaux, en particulier d'acier.
<EMI ID=1.1>
pour la coulée continue de métaux, en particulier d'acier,.
dans lequel on coule le métal liquide dans un récipient de
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dans la coquille qui lui fait suite.
Dans la fabrication de barres de métal, en particulier d'acier, on procède en sorte que l'acier fondu suivant un procédé de fabrication quelconque soit coulé dans une poche
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pient intermédiaire. L'acier s'écoule par un ou plusieurs orifices du récipient intermédiaire vers une coquille ou,dans ;
les installations de coulée continue multiples, dans un certaine nombre de coquilles,
Au début de la coulée de l'acier dans le récipient
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principalement des particules de laitier qui arrivent dans la coquille à travers l'orifice de coulée et qui conduisent à
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nient, on dispose entre le récipient intermédiaire et la coquille une rigole qui conduit hors de la coquille, dans un récipient , l'acier coulé d'abord, au.début de la coulée ,mêlé
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impuretés n'arrivent pas dans la coquille , mais qu'il en ré- sulte une perte sensible de métal. Ce n'est que lorsque le
jet de coulée a pris bon aspect qu'on fait pivoter la rigole pour que l'acier puisse couler dans la coquille.
Il subsiste cependant le risque de voir l'orifice ,par suite de la lente arrivée de l'acier liquide, être le siège d'une accumulation et d'un frittage de particules d'acier et de particules de laitier/ce qui entraîne une texture défectueuse du jet de coulée et exige, lorsque l'ajutage est complètement obstrué, un brûlage à l'aide de lances à oxygène, d'où résultent des troubles d'exploitation fâcheux. Le risque d'obstruction de la tuyère apparaît de façon plus marquée, comme on le sait, avec les aciers à forte teneur en aluminium parce que cet aluminium accroît la viscosité de l'acier et parce que, dans l'écoulement, les produits de réaotion de l'aluminium ,tels que par exemple des particules d'oxyde d'aluminium ,transportées dans l'orifice, contribuent notablement à son obstruction.
A la coulée, la barre d'acier introduite se refroidit, elle s'applique avec son laitier à la maçonnerie et il faut l'en dégager au prix d'un travail de nettoyage de longue durée qui fait perdre du temps, d'où des détériorations du revêtement réfractaire du récipient intermédiaire et une diminution fâcheuse de la longévité de ce dernier ce qui s'ajoute à la
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Pour diminuer les pertes de température de l'acier
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Il est connu de fermer l'orifice de coulée du récipient intermédiaire au moyen d'un bouchon à manoeuvrer de l'exté- rieur par une tringle qui traverse le bain de métal fondu.
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coulée réglé par bouchon a cependant l'inconvénient qu'il peut arriver que l'acier coulé d'abord dans le récipient inter- médiaire provoque un, collage du bouchon dans le trou de coulée$
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y a l'inconvénient, aussi, que la coquille est moins aisément accessible en raison de la présence' de la tringle ou du
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usure et donnent lieu à des frais supplémentaires.
Il est connu aussi d'introduire dans l'orifice, par en bas, une broche de cuivre. Mais alors, l'acier se refroidit
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de l'ajutage d'écoulement.
Le but de l'invention est de procurer un procédé et un dispositif correspondant à une amélioration de la technique
du commencement.de la coulée, ce qui permet de garder-un produit de coulée pur avec un écoulement irréprochable de l'a- cier par l'orifice sans que l'on subisse les troubles d'exploi- tation provoqués par l'obstruction de l'ajutage , d'obtenir
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re en même temps que d'autres avantages économiques simultanés, tels que ceux que procure la disparition des travaux de
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récipient intermédiaire.
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pient de coulée, avant le début de la coulée, on introduit un corps de fermeture non actionné d'en haut par le métal, en-
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coulement,par l'orifice, du métal introduit par coulée, en
' ce que, pendant ce temps, il se constitue une certaine hauteur de métal dans le récipient de coulée et en ce qu'après ce temps, on libère l'orifice pour le passage de l'acier par éloignement du corps de fermeture au moins partiellement liquide, vers le bas.
L'invention et ses autres' particularités sont exposées dans la description suivante en s'aidant des dessins où on voit, en : Figure 1, un agencement de la poche , du récipient intermédiaire en partie coupé, avec le corps de fermeture mis en place , et de la coquille qui lui fait suite" Figure 2, une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 1 avec une autre forme de réalisation du corps de fermeture <EMI ID=20.1> fermeture.
Avant le début de la coulée, on introduit dans un orifice 1 d'un récipient intermédiaire 2, un corps de fermeture 3 qu'on n'actionne plus depuis le haut, Cet orifice 1 se trouve ordinairement dans une brique à trou de coulée 4 qui est incorporée à la maçonnerie réfractaire du récipient intermédiaire.Cet orifice peut encore s'étendre dans un tube de coulée sous forme d'un ajutage de coulée.
Le corps de fermeture 3 introduit dans cet orifice 1ou dans une partie de celui-ci .possède une forme en section
-transversale , adaptée à celle de l'orifice,par exemple ronde, . et peut être constitué d'une ou de plusieurs parties qui, en dehors de leur action de fermeture .peuvent avoir encore d'autres fonctions -auxquelles on reviendra. Une partie au moins du corps de fermeture est faits cependant d'une matière capable de fondre, par exemple d'un alliage à bas point de fusion, dont le point de fusion est cependant inférieur
<EMI ID=21.1>
rature de la matière qui entoure l'orifice. Cette matière
est de préférence du plomb.
L'introduction du corps de fermeture à l'état partielle-;:
ment solide, liquide ou pâteux, peut se faire d'en haut ou d'en bas. De préférence, pourtant, on engage le corps de .
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à l'aide d'un fil et d'un crochet, dans l'orifice qui est .ordinairement évasé en forme de cône à sa partie supérieure" <EMI ID=23.1>
intéressant aussi du fait que le corps de fermeture a avantageux sèment un poids spécifique plus élevé que le métal à couler, de sorte que le corps de fermeture ne sera pas détaché par
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la forme du corps de fermeture peut être quelconque, par exemple conique, en tronc de cône, sphérique, en forme de plateau, cylindrique, etc.
Un métal fondu d'après un procédé de fabrication quel- conque, par exemple de l'acier, est coulé d'une poche 10 ou d'une source analogue dans le récipient intermédiaire 12
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récipient, dans une coquille 6-, étant empêché pendant un certain temps par le corps de fermeture 3.
A mesure que se prolonge le temps au cours duquel
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et les impuretés de poids spécifique moindre amenées avec l'aoier peuvent se séparer du métal, vers le haut. Par suite du contenu calorifique de la quantité d'acier relativement grande qui se trouve dans le récipient intermédiaire, le mélange d'acier et de laitier qui se trouve près de la paroi
du récipient intermédiaire au début de la coulée et qui a , durci en raison du refroidissement rapide . est remis en fusion ou dissous et les particules de laitier monteront donc.
Pendant que la hauteur du métal 12 augmente, le corps de fermeture 3 est fondu par la chaleur du métal. Dès que le niveau du métal a atteint la hauteur désirable, c'est-à-dire lorsque la mise en fusion du corps de fermeture a pris le temps prévu, le corps de fermeture devenu liquide est entraîné vers le bas par la pression ferrostatique et dégage automatiquement l'orifice pour le passage de l'acier. la mise en fusion peut aussi être aidée par un apport de chaleur, par exemple depuis le bas à partir d'un brûleur ou d'un moyen analogue.
Par la fermeture momentanée de l'orifice de coulée 1
et par la formation d'une hauteur.de métal 12 suffisante, on obtient plusieurs avantages par rapport à la pratique actuelle. La perte de métal née du détournement d'acier impur entre le
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récrient intermédiaire par l'orifice. Le risque d'obstruction de l'ajutage au début de la coulée est éliminé dans une large mesure at on écarte ainsi un facteur de perturbation impor- tant de l'exploitation de la coulée.
Un autre grand avantage économique réside dans la disparition des frais de nettoyage et de réparation et dans l'accroissement de la longévité du -récipient intermédiaire.
Jusqu'à présent il fallait, après .chaque coulée, nettoyer le récipient intermédiaire et l'ajutage de coulée.en le débarras.sant des particules d'acier et de laitier adhérant à la maçonnerie , travail qui prenait beaucoup de temps et 4 la suite duquel la longévité du récipient intermédiaire était fortement compromise par les infiltrations et les détériora-. tiona survenues dans la maçonnerie,
le procédé suivant l'invention amène aussi des économies.considérables en frais et temps de chauffage du récipient intermédiaire. Celui-ci est, pour les raisons déjà données,
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heures. Par le procédé suivant l'invention, la tempéra ure de préchauffage est notablement abaissée ,car le risque d'obstruction de l'ajutage n'existe pratiquement plus et parce qu'un préchauffage, à le supposer nécessaire, ne l'est
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Dans l'exploitation pratique, ces avantages s'expriment par le fait que dans un temps court, on peut employer pour plusieurs coulées successives, sans interruption imposée par des opérations de nettoyage et de remise en état, un récipient:
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que l'on évite encore d'autres fraie'de chauffage et des
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mise en état et un réchauffage peuvent ainsi être supprimés
et que la reprise de chaleur au cours d'une coulée précé- dente suffit comme préchauffage.
la fonction du corps de fermeture au moins partielle- ment fusible réside, en outre de l'action de fermeture, en ce que, par la mise en fusion et la formation consécutive du
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liquide, on empêche l'adhérence de couches nuisibles à l'orifice ou près de celui-ci. En raison de cette fonction . désirable, la partie du corps de fermeture se trouvant en contact avec le bain d'acier sera avantageusement susoepti� ble d'être mise en fusion*
Pour maintenir la pression ferrostatique du bain d'acier pendant le temps désiré, il faut donner un appui au corps de fermeture. Ceci se fait en donnant une conformation conique
au moins à la partie supérieure de l'orifice de coulée et,au corps de fermeture,une forme correspondant à celle-ci .Cet appui peut être renforcé encore par une conformation particulière.
Figure 2 montre une forme de réalisation d'un corps de fermeture 15 où celui-ci se trouve partiellement sur la brique à trou de coulée. Cette forme a aussi l'avantage de rendre plus difficile un entraînement parle métal qui arrive.
On peut, par le choix du point de fusion de la matière fusible, influencer la durée de l'action de fermeture. On peut d'ailleurs obtenir cette influence par le choix de la durée de mise en fusion ,qu'on peut déterminer par exemple
en agissant sur la grandeur et/ou sur la forme géométrique du corps. Dans l'emploi d'un corps de fermeture en plomb, la durée de fermeture se situe, pour les diamètres usuels du trou de coulée, entre environ 10 et 50 secondes, ce qui suffit-pour obtenir une certaine hauteur de métal 12 dans le récipient intermédiaire. Cette durée qui\dépend de beaucoup de paramètres de la coulée, tels-que la température, la composition chimique de l'acier, etc..., doit en tous cas être choisie telle qu'il se, forme une hauteur de métal suffisante qui permette une séparation des impuretés. On peut déterminer cette durée par <EMI ID=36.1>
moine à lui allier,
lorsque le corps de fermeture est fondu, de l'acier
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l'avantage qu'il n' y a plus de risque d'obstruction de l'aju- tage par suite de la lenteur de l'écoulement de l'acier , car
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Ceci est particulièrement nécessaire lorsque l'acier, au
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limite inférieure de la gamme autorisée pour les températures
<EMI ID=41.1> <EMI ID=42.1> <EMI ID=43.1>
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cas, il est recommandable d'utiliser un corps de fermeture
<EMI ID=46.1> Figure 3 montre un tel corps de fermeture 16 dont la partie supérieure 16' en contact avec le bain d'acier est faite d'une matière.fusible et dont la partie inférieure 16" <EMI ID=47.1>
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' la partie inférieure 16" de cuivre,cette dernière pouvant être :
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qui ferme la partie inférieure de l'ajutage 1 jusqu'à un ins-
<EMI ID=53.1>
re peuvent aussi se faire par le.fait qu'après introduction par en haut de la partie inférieure 16" sous forme solide,
de la matière capable d'être mise en fusion est apportée aussi
sous forme liquide.
Lorsqu'on veut pouvoir régler le débit d'écoulement
de l'acier pendant la suite du processus de coulée, ou lorsque l'alimentation de plusieurs coquilles d'une installation de coulée continue multiple se fait au moyen d'un seul récipient intermédiaire,le corps de fermeture peut être employé aussi en combinaison avec un bouchon.
L'invention n'est pas épuisée par les exemples exposés ci-dessus ; c'est ainsi par exemple que la partie 16" qui vient en contact avec le métal peut être faite du même métal que celui que l'on doit couler , et que l'écoulement du métal à travers le trou de coulée peut être rendu possible par
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REVENDICATIONS
<EMI ID=55.1>
oulier d'acier, où l'on coule le métal liquide dans un récipient de coulée et où il s'écoule de celui-ci, par un orifice du récipient intermédiaire, dans une coquille qui lui fait suite, caractérisé en ce que l'on introduit dans cet orifice, avant
le commencement de la coulée,un corps de fermeture non actionnable d'en haut par le métal, et capable d'être enlevé par le bas,en ce qu'au début de la coulée, l'écoulement du métal par l'orifice est empoché pendant un certain temps par le corps
de fermeture, temps pendant lequel se constitue une hauteur
de métal dans le récipient de coulée, et en ce que l'orifice
est libéré pour le passage de l'acier après expiration de ce temps, par enlèvement ,vers le bas,du corps de fermeture au
moins en partie liquide.
4
Method and device for continuous casting
of metals, in particular steel.
<EMI ID = 1.1>
for the continuous casting of metals, in particular steel ,.
in which the liquid metal is poured into a container of
<EMI ID = 2.1>
in the shell that follows it.
In the manufacture of bars of metal, in particular of steel, steps are taken to ensure that molten steel according to any manufacturing process is poured into a ladle
<EMI ID = 3.1>
intermediate pient. The steel flows through one or more orifices of the intermediate container to a shell or, into;
multiple continuous casting plants, in a number of shells,
At the start of pouring the steel into the vessel
<EMI ID = 4.1>
mainly slag particles which arrive in the shell through the pouring orifice and which lead to
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deny, there is placed between the intermediate receptacle and the shell a channel which leads out of the shell, into a receptacle, the steel cast first, at the start of the casting, mixed
<EMI ID = 6.1>
impurities do not enter the shell, but a substantial loss of metal results. Only when the
Casting jet has taken on good aspect that the channel is rotated so that the steel can flow into the shell.
However, there is still the risk of seeing the orifice, due to the slow arrival of liquid steel, be the site of an accumulation and sintering of steel particles and slag particles / which results in a defective texture of the casting jet and requires, when the nozzle is completely blocked, burning with oxygen lances, which results in unfortunate operating problems. The risk of obstruction of the nozzle appears more marked, as we know, with steels with a high aluminum content because this aluminum increases the viscosity of the steel and because, in the flow, the products of Reaction of aluminum, such as for example aluminum oxide particles, transported in the orifice, contribute significantly to its obstruction.
When casting, the introduced steel bar cools, it is applied with its slag to the masonry and it has to be released at the cost of a long cleaning job which wastes time, hence deterioration of the refractory lining of the intermediate container and an annoying reduction in the longevity of the latter, which adds to the
<EMI ID = 7.1>
To reduce the temperature losses of steel
<EMI ID = 8.1>
It is known to close the pouring orifice of the intermediate container by means of a stopper to be operated from the outside by a rod which passes through the bath of molten metal.
<EMI ID = 9.1>
However, the plug-set casting has the disadvantage that it may happen that the steel first poured into the intermediate vessel causes the plug to stick in the tap hole $
<EMI ID = 10.1>
there is the drawback, too, that the shell is less easily accessible due to the presence of the rod or the
<EMI ID = 11.1>
wear and tear and incur additional charges.
It is also known to introduce a copper pin into the orifice from below. But then the steel cools down
<EMI ID = 12.1>
of the flow nozzle.
The aim of the invention is to provide a method and a device corresponding to an improvement in the technique.
from the beginning of the casting, which makes it possible to keep a pure casting product with an irreproachable flow of the steel through the orifice without suffering the operating problems caused by the obstruction nozzle, to obtain
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<EMI ID = 15.1>
re along with other simultaneous economic benefits, such as those resulting from the disappearance of
<EMI ID = 16.1>
intermediate container.
<EMI ID = 17.1>
pouring point, before the start of the casting, a closing body is introduced which is not actuated from above by the metal, in-
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flow, through the orifice, of the metal introduced by pouring, in
'that, during this time, a certain height of metal is built up in the casting vessel and in that after this time, the orifice for the passage of the steel is freed by moving away from the closing body at least partially liquid, down.
The invention and its other 'features are set out in the following description with the aid of the drawings which show, in: Figure 1, an arrangement of the pocket, of the partly cut intermediate container, with the closure body in place , and the shell which follows it "Figure 2, a section along line 11-11 of Figure 1 with another embodiment of the closure body <EMI ID = 20.1> closure.
Before the start of casting, a closing body 3 is introduced into an orifice 1 of an intermediate container 2, which is no longer operated from the top. This orifice 1 is usually located in a brick with a tap hole 4 which is incorporated into the refractory masonry of the intermediate vessel. This orifice may further extend into a pouring tube in the form of a pouring nozzle.
The closure body 3 introduced into this orifice 1 or into a part of it. Has a sectional shape
-transversale, adapted to that of the orifice, for example round,. and can be made up of one or more parts which, apart from their closing action, can have other functions - to which we will return. At least part of the closure body is, however, made of a material capable of melting, for example a low-melting alloy, which has a lower melting point.
<EMI ID = 21.1>
erasure of the material surrounding the orifice. This subject
is preferably lead.
The introduction of the closing body in the partial state- ;:
solid, liquid or pasty, can be done from above or below. Preferably, however, one engages the body of.
<EMI ID = 22.1>
using a thread and a hook, in the orifice which is .usually flared in the shape of a cone at its upper part "<EMI ID = 23.1>
Also interesting because the closure body has advantageous sow a higher specific weight than the metal to be cast, so that the closure body will not be detached by
<EMI ID = 24.1>
the shape of the closure body may be any, for example conical, truncated cone, spherical, plate-shaped, cylindrical, etc.
A molten metal by any manufacturing process, for example steel, is poured from a ladle 10 or the like into the intermediate vessel 12.
<EMI ID = 25.1>
container, in a shell 6-, being prevented for a certain time by the closure body 3.
As the time in which
<EMI ID = 26.1>
<EMI ID = 27.1>
and the lower specific gravity impurities brought in with the steel can separate from the metal upwards. Due to the calorific content of the relatively large quantity of steel which is in the intermediate vessel, the mixture of steel and slag which is located near the wall
of the intermediate container at the start of pouring and which has hardened due to the rapid cooling. is re-melted or dissolved and therefore the slag particles will rise.
As the height of the metal 12 increases, the closure body 3 is melted by the heat of the metal. As soon as the level of the metal has reached the desired height, that is to say when the melting of the closure body has taken the expected time, the closure body, which has become liquid, is driven downwards by the ferrostatic pressure and automatically clears the orifice for the passage of steel. the melting can also be aided by the supply of heat, for example from below from a burner or the like.
By momentarily closing the pouring hole 1
and by forming a sufficient height of metal 12 several advantages are obtained over current practice. The loss of metal resulting from the diversion of impure steel between the
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recent intermediary through the orifice. The risk of obstruction of the nozzle at the start of the pour is eliminated to a large extent, thereby eliminating a major disturbance factor in the operation of the pour.
Another great economic advantage is the elimination of cleaning and repair costs and the increase in the longevity of the intermediate container.
Until now it was necessary, after each casting, to clean the intermediate container and the casting nozzle, freeing it from the particles of steel and slag adhering to the masonry, work which took a lot of time and 4 the following which the longevity of the intermediate container was greatly compromised by infiltration and deterioration. tiona occurred in masonry,
the process according to the invention also leads to considerable savings in costs and time for heating the intermediate container. This is, for the reasons already given,
<EMI ID = 30.1>
hours. By the method according to the invention, the preheating temperature is significantly lowered, because the risk of obstruction of the nozzle practically no longer exists and because preheating, assuming it is necessary, is not.
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
In practical operation, these advantages are expressed by the fact that in a short time, one can use for several successive castings, without interruption imposed by cleaning and repairing operations, a container:
<EMI ID = 33.1>
that further heating costs and
<EMI ID = 34.1>
conditioning and reheating can thus be eliminated
and that the heat recovery during a previous casting is sufficient as a preheating.
the function of the at least partially fusible closing body resides, besides the closing action, in that, by the melting and subsequent formation of the
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liquid, harmful layers are prevented from adhering to or near the orifice. Because of this function. desirable, the part of the closure body which is in contact with the steel bath will advantageously be susoepti � ble to be melted *
To maintain the ferrostatic pressure of the steel bath for the desired time, the closure body must be supported. This is done by giving a conical conformation
at least at the upper part of the pouring orifice and, at the closing body, a shape corresponding to the latter. This support can be further reinforced by a particular conformation.
Figure 2 shows one embodiment of a closure body 15 where this is partially located on the taphole brick. This form also has the advantage of making it more difficult to train with the incoming metal.
The duration of the closing action can be influenced by the choice of the melting point of the fusible material. This influence can also be obtained by choosing the duration of melting, which can be determined for example
by acting on the size and / or the geometric shape of the body. In the use of a lead closure body, the closure time is, for the usual diameters of the taphole, between about 10 and 50 seconds, which is sufficient to obtain a certain height of metal 12 in the intermediate container. This duration which \ depends on many parameters of the casting, such as the temperature, the chemical composition of the steel, etc ..., must in any case be chosen such that a sufficient height of metal is formed. which allows separation of impurities. This duration can be determined by <EMI ID = 36.1>
monk to ally him,
when the closure body is melted, steel
<EMI ID = 37.1>
the advantage that there is no longer any risk of obstruction of the fitting due to the slowness of the flow of the steel, because
<EMI ID = 38.1>
<EMI ID = 39.1>
This is particularly necessary when steel,
<EMI ID = 40.1>
lower limit of the authorized range for temperatures
<EMI ID = 41.1> <EMI ID = 42.1> <EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
case, it is advisable to use a closing body
<EMI ID = 46.1> Figure 3 shows such a closure body 16, the upper part 16 'in contact with the steel bath of which is made of a fusible material and the lower part 16 "<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
'the lower part 16 "of copper, the latter being able to be:
<EMI ID = 50.1>
<EMI ID = 51.1>
<EMI ID = 52.1>
which closes the lower part of the nozzle 1 up to an
<EMI ID = 53.1>
re can also be done by the fact that after introduction from above of the lower part 16 "in solid form,
material capable of being melted is also supplied
in liquid form.
When you want to be able to adjust the flow rate
steel during the rest of the casting process, or when the supply of several shells of a multiple continuous casting plant is by means of a single intermediate container, the closure body can also be used in combination with a plug.
The invention is not exhausted by the examples set out above; so for example that the 16 "part which comes in contact with the metal can be made of the same metal as the one to be cast, and that the flow of the metal through the tap hole can be made possible through
<EMI ID = 54.1>
CLAIMS
<EMI ID = 55.1>
steel binder, where the liquid metal is poured into a casting vessel and where it flows from the latter, through an orifice of the intermediate vessel, into a shell which follows it, characterized in that the we introduce into this hole, before
the beginning of the casting, a closing body not operable from above by the metal, and capable of being removed from the bottom, in that at the start of the casting, the flow of the metal through the orifice is pocketed for some time by the body
closing, time during which a height is built up
of metal in the casting vessel, and in that the orifice
is released for the passage of steel after expiration of this time, by removing, downwards, the closing body to the
less partly liquid.