Perfectionnements aux procédés et aux dispositifs de
coulée continue des métaux.
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux procédés de coulée continue des métaux. Elle vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Dans la description qui va suivre, référence est faite à la coulée continue de l'acier. Il va de soi que cette référence n'a qu'une valeur exemplative et que l'invention s'applique également à la détection du niveau du métal dans tout réci-
<EMI ID=1.1>
Dans le cas de la coulée continue de l'acier, on
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
écoule dans une ou plusieurs lingotières ouvertes.
<EMI ID=4.1>
en continu de la lingotière, avec une certaine vitesse qui est en
i relation directe avec la vitesse d'alimentation de cette lingo- tière en métal liquide s'écoulant du panier répartiteur.
A son tour, le débit de métal d'alimentation dé-
-
<EMI ID=5.1>
à-dire en fait du niveau du métal liquide dans le panier réparti- teur, sous l'influence combinée de l'écoulement du métal vers la lingotière et de l'alimentation à partir de la poche d'aciérie.
Pendant l'opération de coulée continue, il est du plus haut intérêt que le niveau du métal liquide dans le pa- nier répartiteur ne descende pas sous une valeur minimum permet- tant d'obtenir un débit de coulée régulier et d'assurer la décan- tation des inclusions, grâce à un temps de séjour suffisant du
métal dans le panier répartiteur.
En fin de coulée, il est également très important
de connaître, dejnanière aussi précise que possible, la variation
<EMI ID=6.1>
interrompre la coulée, avant que la scorie ne commence à être en-
<EMI ID=7.1>
de métal non utilisé.
i
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
conditions.
<EMI ID=12.1>
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, dans lequel on coule le métal d'une poche dans un récipient intermédiaire à partir duquel le dit métal est coulé dans un moule de coulée continue, est essentiellement caractérisé en ce que l'on dispose dans le dit récipient intermédiaire un élément présentant une densité inférieure à celle du dit métal liquide, en ce que l'on équipe le dit élément de moyens permettant de repérer sa position, en ce que, grâce à ces moyens, on détecte la position du dit élément et en ce que l'on en déduit le niveau atteint par le dit métal dans le dit récipient intermédiaire.
<EMI ID=13.1>
invention consiste à utiliser un élément dont la densité se situe entre celle du métal liquide et celle de la scorie qui surnage, le dit élément flottant donc à la surface de séparation métal/scorie, et à le pourvoir d'un système adéquat de détection de position.
Selon l'invention, il est intéressant de loger dans l'élément flotteur une source de radiations, par exemple radioactives, qui peut être visée et localisée par un système connu en soi.
Encore selon l'invention, ce flotteur peut être muni d'un index qui se déplace devant une série de repères fixes, par exemple solidaires du récipient intermédiaire, et indique ainsi la position du niveau du métal liquide dans le dit* récipient intermédiaire.
Il est également conforme à l'invention d'assigner à ces systèmes de repérage, des conditions extrêmes, supérieures et inférieures qui, lorsqu'elles sont atteintes, entraînent soit une diminution (condition supérieure), soit une augmentation (condition inférieure) du débit d'alimentation du récipient intermédiaire en métal liquide.
Suivant une variante particulièrement avantageuse du procédé de l'invention, on plonge dans le métal un élément constitué d'un matériau dont la densité est inférieure à celle du métal, on mesure la poussée d'Archimède appliquée à cet élément par le métal liquide et on en déduit le niveau atteint par le métal liquide dans le récipient intermédiaire.
Cet élément a de préférence une densité égale à celle de la scorie, de façon à ne pas subir de poussée d'Archimède de la part de cette dernière.
A titre de réalisation préférée du procédé de l' invention, on dispose dans le récipient intermédiaire, un barreau du genre d'une quenouille de coulée, plongeant dans le métal liquide, on relie le dit barreau à un capteur approprié qui fournit un signal représentatif de la poussée d'Archimède subie par le dit barreau et on utilise le dit signal pour moduler le débit d'alimentation du métal et assurer le contrôle de l'opération de coulée continue.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser ce signal pour faire varier le débit d'alimentation du métal et un paramètre de la coulée continue, en particulier .la vitesse d'extraction du lingot, afin de minimiser les variations du niveau du métal dans le panier.
Selon cette variante, on mesure la pression appliquée au fluide hydraulique sous l'action combinée du poids propre du système bras-barreau et de la poussée d'Archimède subie par le dit barreau et on en déduit le niveau du liquide dans le récipient.
Selon une modalité préférée de mise en oeuvre, on applique une pression initiale au fluide hydraulique et on mesure la variation de la pression dans le système hydraulique lorsque la poussée d'Archimède croit avec le niveau du métal.
Selon une autre modalité avantageuse de mise en oeuvre, on applique au système hydraulique une pression initiale au moins égale à la diminution maximum possible de la pression correspondant à la poussée d'Archimède maximum appliquée au barreau.
Dans cette optique, il s'est avéré particulièrement avantageux de dimensionner le système, de telle façon qu'en l'absence de toute poussée d'Archimède, la pression initiale appliquée au système hydraulique amène le bras en position horizontale ou sensiblement horizont ale.
La présente invention a également pour but de fournir un capteur approprié permettant de détecter en continu la poussée d'Archimède subie par le corps immergé et par conséquent le niveau du liquide dans le récipient.
Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif de détection de niveau dont le temps de réponse soit très court et permette de réagir, quasi instantanément, à toute variation du dit niveau.
Le dispositif de détection du niveau d'un liquide dans un récipient, objet de la présente invention, qui comporte un barreau plongé dans le dit liquide relié par un bras à un support solidaire du dit récipient et un capteur de mesure de la poussée d'Archimède subie par le dit barreau, est essentiellement caractérisé en ce que le dit capteur est constitué d'un système hydraulique et d'un appareil de mesure de la pression régnant dans le d�t système hydraulique.
Selon un mode préféré de réalisation, le dit capteur est constitué d'un vérin hydraulique, équipé d'un système de mise sous pression du fluide hydraulique et d'un appareil de mesure de la pression appliquée au dit fluide.
Le procédé de l'invention sera mieux compris en se référant aux dessins annexés qui représentent à la figure 1, d'une manière schématique et non limitative, un exemple de mise en oeuvre et à la figure 2, un autre type de mise en oeuvre.
Sur la figure 1, on a représenté en 1 un panier répartiteur de coulée continue, pourvu d'un garnissage réfractaire 1' et d'un couvercle 1". Le bain de métal 2 recouvert d'une couche de scorie 3 s'écoule par la busette 2', dans la lingotière ouverte
12. Dans le métal plonge une quenouille 4, supportée par un bras 5 qui est relié à un support 8 par l'intermédiaire d'une cellule de mesure d'effort,6. Sous l'action de la poussée d'Archimède sur la quenouille 4, la cellule 6 fournit à l'indicateur 7 un signal électrique représentatif du niveau atteint par le métal dans le panier
1. Le signal capté en 7 est introduit dans un module d'asservissement 14 qui permet d'une part, de contrôler la vitesse d'extraction du lingot par l'intermédiaire du régulateur 13 et d'autre part, de moduler le débit de vidange de la poche 9 par commande du mécanisme
11 de l'obturateur coulissant 10.
Sur la figure 2, le dispositif représenté comporte un panier intermédiaire de coulée continue 1 dans lequel plonge une quenouille 4 en matériau réfractaire. Cette quenouille est fixée à un bras 5 articulé en 3 au support 2 solidaire du panier. Le système de détection conforme à l'invention est constitué d'un vérin hydraulique 6 disposé entre le support 2 et le bras 5 au voisinage de l' articulation 3. En position de repos, le bras 5 prend appui sur une butée 7 fixée au support 2. Pour mettre le dispositif en service, on applique au fluide hydraulique une pression telle que l'effort exercé par le piston du vérin sur le bras 5 soulève ce dernier et l'amène en position horizontale. A ce moment, la quenou ille subit, de la part de l'acier, une poussée d'Archimède d'autant plus forte que le niveau d'acier est plus élevé.
En appliquant l'équation de l'équilibre des moments de flexion autour de l'articulation 3, on peut déterminer l'effort que doit supporter le piston du vérin et par conséquent la pression du fluide hydraulique. Le manomètre 8 mesurant la pression du fluide hydraulique peut donc aisément être gradué en une grandeur représentative de la hauteur du niveau d' acier dans le panier 1.
On peut en plus du manomètre 8, prévoir un dispositif (non représenté à la figure) délivrant un signal électrique qui permet de moduler l'opération de vidange de la poche d'alimentation et/ou d'assurer le contrôle de l'opération de coulée continue.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ici, mais qu'elle couvre également toute solution technique équivalente qui en respecte l'esprit.
REVENDICATIONS
1. Procédé de coulée continue des métaux, en particulier de l'acier, dans lequel on coule le métal liquide d'une poche dans un récipient intermédiaire à partir duquel le métal est coulé dans un moule de coulée continue, caractérisé en ce que l'on dispose dans le dit récipient intermédiaire un élément constitué d' un matériau dont la densité est inférieure à celle du dit métal liquide, en ce que l'on équipe le dit élément de moyens permettant de repérer sa position, en ce que, grâce à ces moyens, on détecte la position du dit élément et en ce que l'on en déduit le niveau atteint par le dit métal liquide dans le dit récipient intermédiaire.
Improvements to the processes and devices
continuous casting of metals.
The present invention relates to improvements in the continuous casting processes of metals. It also relates to a device for implementing this method.
In the description which follows, reference is made to the continuous casting of steel. It goes without saying that this reference has only an illustrative value and that the invention also applies to the detection of the level of the metal in any container.
<EMI ID = 1.1>
In the case of continuous casting of steel, we
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
flows into one or more open molds.
<EMI ID = 4.1>
continuously from the mold, with a certain speed which is in
i direct relation with the feed rate of this liquid metal ingot flowing from the distributor basket.
In turn, the feed metal flow de-
-
<EMI ID = 5.1>
that is, in fact the level of the liquid metal in the distribution basket, under the combined influence of the flow of the metal to the ingot mold and the feed from the steel pocket.
During the continuous casting operation, it is of the greatest interest that the level of the liquid metal in the distributor basket does not drop below a minimum value allowing a regular casting flow to be obtained and the decan to be ensured. - tation of inclusions, thanks to a sufficient residence time of the
metal in the distribution basket.
At the end of the casting, it is also very important
to know, as precisely as possible, the variation
<EMI ID = 6.1>
stop the casting, before the slag begins to enter
<EMI ID = 7.1>
of unused metal.
i
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<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
conditions.
<EMI ID = 12.1>
The method which is the object of the present invention, in which the metal is poured from a ladle into an intermediate container from which said metal is poured in a continuous casting mold, is essentially characterized in that one has in said intermediate container an element having a density lower than that of said liquid metal, in that said element is fitted with means making it possible to identify its position, in that, thanks to these means, the position is detected of said element and in that the level reached by said metal in said intermediate container is deduced therefrom.
<EMI ID = 13.1>
The invention consists in using an element whose density is between that of the liquid metal and that of the slag which floats, the said element therefore floating on the metal / slag separation surface, and in providing it with an adequate system for detecting position.
According to the invention, it is advantageous to accommodate in the float element a source of radiation, for example radioactive, which can be targeted and located by a system known per se.
Still according to the invention, this float can be provided with an index which moves in front of a series of fixed marks, for example integral with the intermediate container, and thus indicates the position of the level of the liquid metal in said intermediate container.
It is also in accordance with the invention to assign to these locating systems, extreme, upper and lower conditions which, when they are reached, result in either a decrease (upper condition) or an increase (lower condition) of the flow. supply of the liquid metal intermediate container.
According to a particularly advantageous variant of the method of the invention, an element made of a material whose density is lower than that of the metal is immersed in the metal, the Archimedean thrust applied to this element by the liquid metal is measured and the level reached by the liquid metal in the intermediate container is deduced therefrom.
This element preferably has a density equal to that of the slag, so as not to undergo Archimedean thrust from the latter.
As a preferred embodiment of the method of the invention, there is placed in the intermediate container, a rod of the type of a casting stopper rod, immersed in the liquid metal, the said rod is connected to a suitable sensor which provides a representative signal. of the Archimedean thrust undergone by said bar and the said signal is used to modulate the feed rate of the metal and ensure control of the continuous casting operation.
It is particularly advantageous to use this signal to vary the metal feed rate and a continuous casting parameter, in particular the ingot extraction rate, in order to minimize variations in the level of the metal in the basket. .
According to this variant, the pressure applied to the hydraulic fluid is measured under the combined action of the own weight of the arm-bar system and of the Archimedean thrust undergone by said bar and the level of the liquid in the container is deduced therefrom.
According to a preferred embodiment, an initial pressure is applied to the hydraulic fluid and the variation of the pressure in the hydraulic system is measured when the Archimedean thrust increases with the level of the metal.
According to another advantageous embodiment, an initial pressure at least equal to the maximum possible decrease in pressure corresponding to the maximum Archimedean thrust applied to the bar is applied to the hydraulic system.
From this point of view, it has proved particularly advantageous to dimension the system in such a way that in the absence of any Archimedean thrust, the initial pressure applied to the hydraulic system brings the arm to a horizontal or substantially horizontal position.
Another object of the present invention is to provide an appropriate sensor making it possible to continuously detect the Archimedes thrust undergone by the submerged body and consequently the level of the liquid in the container.
Another object of the invention is to provide a level detection device whose response time is very short and makes it possible to react, almost instantaneously, to any variation of said level.
The device for detecting the level of a liquid in a container, object of the present invention, which comprises a bar immersed in said liquid connected by an arm to a support integral with said container and a sensor for measuring the thrust of Archimedes undergone by said bar, is essentially characterized in that said sensor consists of a hydraulic system and a device for measuring the pressure prevailing in the hydraulic system.
According to a preferred embodiment, said sensor consists of a hydraulic cylinder, equipped with a system for pressurizing the hydraulic fluid and a device for measuring the pressure applied to said fluid.
The method of the invention will be better understood by referring to the appended drawings which show in FIG. 1, in a schematic and non-limiting manner, an exemplary implementation and in FIG. 2, another type of implementation. .
In Figure 1, there is shown at 1 a continuous casting distribution basket, provided with a refractory lining 1 'and a cover 1 ". The metal bath 2 covered with a layer of slag 3 flows through the 2 'nozzle, in the open mold
12. In the metal plunges a stopper rod 4, supported by an arm 5 which is connected to a support 8 by means of a force measuring cell, 6. Under the action of the Archimedean thrust on the stopper rod 4, the cell 6 supplies the indicator 7 with an electrical signal representative of the level reached by the metal in the basket
1. The signal picked up at 7 is introduced into a servo module 14 which makes it possible, on the one hand, to control the speed of extraction of the ingot via the regulator 13 and on the other hand, to modulate the flow rate of the ingot. emptying the pocket 9 by operating the mechanism
11 of the sliding shutter 10.
In FIG. 2, the device shown comprises an intermediate continuous casting basket 1 into which a stopper rod 4 made of refractory material is immersed. This stopper rod is fixed to an arm 5 articulated at 3 to the support 2 integral with the basket. The detection system according to the invention consists of a hydraulic cylinder 6 arranged between the support 2 and the arm 5 in the vicinity of the articulation 3. In the rest position, the arm 5 rests on a stop 7 fixed to the joint. support 2. To put the device into service, a pressure is applied to the hydraulic fluid such that the force exerted by the piston of the jack on the arm 5 lifts the latter and brings it to a horizontal position. At this moment, the quenou ille undergoes, from the steel, an Archimedean thrust all the stronger as the steel level is higher.
By applying the equation of the equilibrium of the bending moments around the articulation 3, it is possible to determine the force which the piston of the jack must withstand and consequently the pressure of the hydraulic fluid. The manometer 8 measuring the pressure of the hydraulic fluid can therefore easily be graduated to a quantity representative of the height of the steel level in the basket 1.
In addition to the manometer 8, it is possible to provide a device (not shown in the figure) delivering an electrical signal which makes it possible to modulate the operation of emptying the supply bag and / or to control the operation of continuous casting.
It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described here, but that it also covers any equivalent technical solution which respects the spirit thereof.
CLAIMS
1. Process for the continuous casting of metals, in particular steel, in which the liquid metal is poured from a ladle into an intermediate vessel from which the metal is poured in a continuous casting mold, characterized in that the 'there is in said intermediate container an element made of a material whose density is less than that of said liquid metal, in that said element is fitted with means making it possible to identify its position, in that, thanks to by these means, the position of said element is detected and the level reached by said liquid metal in said intermediate container is deduced therefrom.