BE886826R - Perfectionnement aux equipements de coulee de matiere en fusion et a leur procede de fabrication - Google Patents

Description

  Perfectionnement aux équipements de coulée

  
de matière en fusion et à leur procédé de

  
fabrication L'invention concerne un perfectionnement aux équipements de coulée de matière en fusion et à leur procédé de fabrication.

  
Le brevet principal No. 884.080 concerne un équipement de coulée de matières en fusion convenant plus spécialement à l'acier liquide, cet équipement étant essentiellement caractérisé en ce qu'au moins les surfaces des parties de cet équipement de coulée qui viennent en contact direct avec la matière en fusion sont constituées, au moins en partie, de bétons réfractaires acides, basiques ou neutres, alors qu'auparavant ces parties étaient constituées de matériaux réfractaires ayant subi une cuisson préalable.

  
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux équipements de coulée faisant l'objet

  
du brevet principal. Elle se rapporte plus particulièrement à la composition des bétons réfractaires utilisés pour la fabrication d'équipements de coulée de matières en fusion d'origine minérale contenues dans une poche de coulée, ces matières minérales étant constituées par exemple de fonte ou d'acier liquide.

  
Conformément à la présente invention, l'équipement de coulée, comprenant notamment la ou les busettes et les plaques servant à régler le débit de la matière

  
en fusion à partir d'une poche de coulée, est constitué, au moins en partie, d'un béton réfractaire neutre dont  <EMI ID=1.1> 

  
en poids.

  
De préférence, la teneur en alumine du béton réfractaire est comprise entre environ 90 et 99% en poids, cette teneur étant plus particulièrement voisine de 95%.

  
Le béton réfractaire utilisé conformément à la présente invention pour constituer une partie au moins de l'équipement de coulée, présente une teneur en silice

  
 <EMI ID=2.1> 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
en alumine d'environ 95% en poids.

  
Le béton réfractaire utilisé dans le cadre de la présente invention est composé d'un agrégat constitué d'une très forte proportion d'alumine et d'un liant réfractaire à prise hydraulique.

  
L'agrégat du béton réfractaire dont les grains ont une dimension de 0 à 6 mm est constitué essentiellement d'alumine ayant subi préalablement un traitement thermique jusqu'à la température de fusion ou de frittage.

  
Le liant du béton réfractaire est un ciment réfractaire à prise hydraulique du type superalumineux, contenant environ 75 à 85% d'alumine et d'oxyde de calcium. Ce liant est mélangé à l'agrégat en une proportion qui peut varier entre environ 8 et 20% en poids par rapport à l'agrégat sec.

  
Le béton réfractaire utilisé pour constituer au moins une partie de l'équipement de coulée contient, de préférence, des agents dispersants et stabilisants du liant, choisis avantageusement parmi le pyrophosphate de sodium et le carbonate de sodium, ces agents étant utilisés dans des proportions comprises entre

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Le béton réfractaire contient également de préférence un plastifiant, par exemple un dérivé cellulosique, tel que la carboxyméthylcellulose ou

  
la cellulose sulfitique en une proportion d'environ

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Selon une particularité de l'invention, la qualité du béton réfractaire est améliorée par

  
 <EMI ID=6.1> 

  
en une proportion pouvant atteindre 7% du poids total du béton.

  
Les pièces constituant l'équipement de coulée, notamment les busettes et les plaques, peuvent être obtenues en remplissant un moule ayant la forme de la pièce désirée au moyen d'un mélange d'agrégats réfractaires et de liants réfractaires préalablement gâchés avec une quantité minimale d'eau. Avant la prise du béton réfractaire, le mélange susdit est avantageusement soumis à un compactage, damage ou vibrage pour améliorer la résistance mécanique du béton.

  
L'invention concerne également des équipements de coulée dont la ou les busettes sont constituées d'un béton réfractaire du type défini plus haut, mais dont la partie avec laquelle le métal coulé vient en contact est constituée d'un béton réfractaire dégradable, c'est-à-dire subissant une érosion progressive au cours de la coulée, de façon que celle-ci.se fasse à un débit constant. La partie dégradable des busettes est avantageusement constituée d'un béton réfractaire du type silicoalumineux ayant une teneur en alumine d'environ 45 à 65%, de préférence d'environ 47 à 50%. en poids.

  
On peut également utiliser comme béton dégradable un béton réfractaire contenant environ
55 à 60% en poids d'alumine et de bioxyde de titane.

  
 <EMI ID=7.1> 

  
dégradables ne peut pas dépasser 0,6%.

  
L'agrégat du béton réfractaire dégradable

  
a avantageusement une teneur en alumine d'environ

  
45 à 65% en poids, le reste étant principalement constitué de silice. Quant au liant à prise hydraulique du béton, il est du type silico-alumineux contenant environ 25 à 40% en poids d'oxyde de calcium.

  
Les parties en béton réfractaire dégradable  peuvent être moulées in situ dans des busettes en béton réfractaire à teneur très élevée en alumine.

  
La demanderesse a constaté que la couche de béton réfractaire dégradable adhère parfaitement à

  
la partie de la busette à très haute teneur en

  
alumine qui l'entoure et que cette partie subit une usure homogène à sa surface de contact avec le

  
métal en fusion. 

  
Les exemples suivants illustrent l'invention.

Exemple 1

  
Composition d'un béton réfractaire neutre.

  
Agrégat : 9296

  
Liant : 8%

  
Composition de l'agrégat en grains de 0 à 6 mm qui ont été préalablement traités thermiquement jusqu'à la température de fusion ou de frittage.

  
 <EMI ID=8.1> 
- moins de 1 %o de silice <EMI ID=9.1> 
- solde : mélange de magnésie, d'oxyde de potassium et d'oxyde de sodium.

  
Composition du liant en grains de moins de

  
50 microns traités thermiquement jusqu'à la température de fusion :
- 75 à 85% d'alumine
- 20% d'oxyde de calcium.

  
Le mélange d'agrégat et de liant dans les proportions susindiquées est additionné d'un agent dispersant et stabilisant constitué de pyrophosphate de sodium ou de carbonate de sodium à raison d'

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Les pièces en béton réfractaire sont obtenues en gâchant le mélange d'agrégat et de liant réfractaire avec une quantité minimale d'eau dans un moule. Avant la prise hydraulique du liant, le mélange

  
est damé ou vibré. 

Exemple 2

  
Composition d'un béton réfractaire dégradable :

  
 <EMI ID=11.1> 

  
Liant : 15% .Composition de l'agrégat (chamotte tendre élaborée <EMI ID=12.1> 
- 6096 d'alumine en grains <EMI ID=13.1> 
- 1% de Fe203
- 1% d'un mélange de magnésie, d'oxyde de potassium et d'oxyde de sodium. Composition du liant en grains inférieurs à 50 microns <EMI ID=14.1> 

  
fusion : <EMI ID=15.1> 
- 10% de silice <EMI ID=16.1> 

  
Le mélange d'agrégat et de liant gâché

  
avec un minimum d'eau est moulé in situ dans la partie intérieure d'une busette constituée de béton réfractaire du type décrit dans l'exemple 1.

  
La demanderesse a utilisé pour la coulée d'acier des busettes collectrices en matériaux réfractaires cuits connus, présentant les compositions données dans le tableau suivant : 

  

 <EMI ID=17.1> 


  
Avec les types B et C, on a constaté, après une seule coulée de 170 tonnes d'acier, d'une durée

  
 <EMI ID=18.1> 

  
environ 10% avec le type B de matériau réfractaire cuit et d'environ 15% avec le type C de matériau réfractaire cuit.

  
Par ailleurs, après une coulée de 170 tonnes d'acier d'une durée de 35 minutes à l'aide de busettes en matériau réfractaire cuit du type A, on a constaté que les busettes présentent de nombreuses fissures qui peuvent conduire dans 5 à 6% de cas jusqu'à une percée du métal en fusion à travers la paroi des busettes.

  
La figure 1 des dessins ci-annexés montre schématiquement une vue en plan de la tête d'une busette en matériau réfractaire cuit du type A avant une coulée d'acier, tandis que la figure 2 représente schématiquement une coupe transversale  dans le corps de la même busette après une coulée d'acier (170 tonnes en 35 minutes).

  
A la figure 1 on ne remarque aucune altération de la busette, tandis qu'à la figura 2 on voit que cette même busette présente de nombreuses fissures désignées par la notation de référence 1.

  
En utilisant des busettes en béton réfractaire, selon l'exemple 1, il a été possible d'effectuer trois coulées d'acier (510 tonnes) sans aucune percée des busettes, ni aucune fissuration de ces dernières, la durée de chaque coulée étant comprise entre 35

  
et 55 minutes. Ce résultat est d'autant plus surprenant qu'on devait s'attendre à une érosion des busettes plus rapide que la vitesse de céramisation du béton réfractaire dont elles sont constituées.

  
En utilisant des busettes en béton réfractaire, selon l'exemple 1, garnies intérieurement d'une couche en béton réfractaire dégradable selon l'exemple 2, on n'a constaté ni percée, ni fissuration des busettes après plusieurs coulées, malgré l'érosion progressive de la couche interne de béton réfractaire dégradable.

  
Par ailleurs, le diamètre intérieur de la busette qui était de 42 mm avant la coulée a atteint une valeur de 71 mm à la fin de cette coulée. Cette augmentation progressive du diamètre intérieur des busettes a permis de maintenir un débit de coulée sensiblement constant, en dépit de la diminution

  
de la pression statique de l'acier en fusion contenu dans la poche de coulée.

  
Les essais comparatifs décrits ci-dessus démontrent la meilleure fiabilité se manifestant

  
par une résistance à l'érosion remarquable du béton réfractaire à haute teneur en alumine utilisé selon l'invention, cette résistance à l'érosion étant étonnamment meilleure que celle des matériaux réfractaires cuits communément utilisés jusqu'ici, malgré l'absence de cuisson lors de la fabrication des équipements de coulée.

  
Etant donné que la fabrication d'équipements de coulée en béton réfractaire n'exige pas de cuisson, la fabrication et l'utilisation de ces bétons réfractaires au lieu des matériaux réfractaires cuits, présente des avantages importants, puisqu'on peut utiliser plus longtemps une matière (béton réfractaire) n'exigeant aucune consommation d'énergie pour la fabrication des équipements de coulée, en particulier des busettes.

  
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits plus haut et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées

  
sans sortir du cadre de l'invention. 

REVENDICATIONS

  
1. Equipement de coulée de matières en fusion, en particulier d'acier liquide, caractérisé en ce qu'il est constitué, au moins en partie, d'un béton réfractaire dont la teneur en alumine est supérieure à environ 90% en poids du mélange sec.

  
2. Equipement de coulée de matières en fusion

Claims (1)

1. selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en alumine du béton réfractaire est comprise entre 90 et 99% en poids du mélange sec.

   3. Equipement de coulée selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la teneur en alumine du béton réfractaire est d'environ 95% en poids du mélange sec.

   4. Equipement de coulée selon la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur en silice <EMI ID=19.1>

   en poids.

   5. Equipement de coulée selon la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur en fer

   <EMI ID=20.1>

   6. Equipement de coulée selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le béton réfractaire contient un agrégat formé de

   plus de 99% en poids d'alumine ayant subi un traitement thermique préalable jusqu'à la température de fusion ou de frittage. 7. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le béton réfractaire contient un liant à prise hydraulique à forte teneur en alumine ayant subi préalablement un traitement thermique jusqu'à la température de fusion.

   8. Equipement de coulée suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le béton réfractaire contient un liant formé d'environ 75 à 85% en poids d'alumine, le reste étant essentiellement de l'oxyde de calcium.

   9. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé

   <EMI ID=21.1>

   environ 8% de liant et d'environ 9296 d' agrégat.

   10. Equipement de coulée de matières en fusion, caractérisé en ce qu'il comprend au moins

   une partie en béton réfractaire suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, recouverte d'une couche d'un béton réfractaire dégradable susceptible de subir une érosion progressive due

   au contact des matières en fusion lors de leur coulée.

   11. Equipement de coulée suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le béton réfractaire dégradable contient, comme agrégat, une chamotte tendre préalablement traitée à une température

   <EMI ID=22.1> 12. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 10 et 11, caractérisé

   en ce que le béton réfractaire dégradable est du type silico-alumineux constitué d'environ 45 à 65% en poids d'alumine.

   13. Equipement de coulée suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la teneur en alumine du béton réfractaire dégradable est d'environ 47 à 50% en poids du mélange sec.

   14. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 10 à 13, caractérisé en

   ce que le béton réfractaire dégradable contient un agrégat dont la teneur en alumine est d'environ 45

   à 65% en poids d'alumine, le reste étant principalement constitué de silice.

   15. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 10 à 14, caractérisé en

   ce que le béton réfractaire dégradable contient un liant à prise hydraulique du type silico-alumineux contenant environ 25 à 40% en poids d'oxyde de calcium ,

   16. Equipement de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisé en

   ce que le béton réfractaire dégradable contient environ 85% en poids d'agrégat et environ 15% en poids de liant.