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Procédé et dispositif pour la coulée continue
de métaux, en particulier d'acier.
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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
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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
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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-
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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
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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.