Procédé de conduite d'une opération de coulée de métal liquide.
La présente invention concerne un procédé de conduite d'une opération de coulée de métal liquide, en particulier d'acier en fusion.
Dans la description qui va suivre, il sera fait plus spécialement référence à la coulée continue de l'acier, car ce domaine offre un champ d'application particulièrement intéressant du procédé de l'invention. Il faut cependant souligner que l'invention n'est pas limitée au seul domaine de la coulée continue de l'acier; au contraire, son application peut être envisagée dans toute opération de coulée de métal liquide d'un premier récipient dans un second récipient, pour autant que le métal liquide contenu dans le premier récipient soit couvert d'une
<EMI ID=1.1> La coulée continue de l'acier est une opération, actuellement bien connue, qui consiste à couler de l'acier en fusion à partir de poches d'aciérie dans un panier répartiteur et, de ce panier, dans une ou plusieurs lingotières sans fond où se forment les produits continus.Les poches qui alimentent le panier répartiteur se succèdent de façon à maintenir un niveau d'acier sensiblement constant dans ce panier et à minimiser les fluctuations du débit d'acier coulé dans les lingotières.
On sait par ailleurs que l'acier en fusion contenu dans les poches d'aciérie est couvert d'une couche de scorie qui protège l'acier contre le risque d'oxydation par l'atmosphère et qui réduit les pertes thermiques.
L'écoulement de l'acier de la poche dans le panier répartiteur se fait habituellement par un orifice, éventuellement pourvu d'un embout tubulaire, ménagé dans le fond de la poche et dès lors inaccessible à l'observation directe. Il en résulte qu'il n'est pas possible de déterminer directement l'instant où tout l'acier s'est écoulé et où la scorie commence à pénétrer dans cet orifice. Il est cependant du plus grand intérêt de pouvoir déterminer cet instant avec une précision aussi grande que possible, car il convient d'empêcher, ou tout au moins de limiter, un passage de scorie dans le panier répartiteur. En effet, en raison des mouvements se produisant au sein de l'acier dans le panier répartiteur, des fragments de scorie peuvent être entraînés jusque dans la lingotière et provoquer des défauts
ou des percées du lingot coulé.
La détermination de l'instant de la fin de coulée de l'acier est encore rendue plus difficile et délicate dans les aciéries modernes, car le métal est coulé à travers un tube réfractaire dont une extrémité est fixée au fond de la poche et dont l'autre extrémité peut plonger dans le métal contenu dans le panier répartiteur.
Dans ce cas, la technique généralement utilisée pour détecter
le dit instant consiste à enlever périodiquement le tube réfractaire, par exemple en relevant la poche, et à vérifier, par observation visuelle, si une certaine quantité de scorie n'est pas entraînée dans le jet de coulée. Outre l'imprécision de la détermination de la fin de la coulée du métal, cette technique présente un risque sérieux d'oxydation du jet de métal par l' atmosphère.
Par ailleurs, il est pratiquement impossible, à l'heure actuelle, de détecter rapidement et avec certitude un risque ou un début d'obstruction de l'orifice ou du tube de coulée par de l'acier devenu pâteux par suite d'un éventuel refroidissement local par exemple.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de conduite d'une opération de coulée de métal d'un premier récipient dans un second récipient, qui permette de remédier aux inconvénients ci-dessus rappelés.
Elle est basée sur la constatation faite par le demandeur selon laquelle l'entraînement de scorie par le métal donne lieu à une modification du son émis, par rapport à celui qui accompagne la coulée de métal seul. De même, le son émis est également modifié lorsque le métal devient pâteux, notamment par suite d'un refroidissement local, ou lorsque l'écoulement du métal est perturbé, voire interrompu par une obstruction partielle ou totale de l'orifice de coulée. Une telle obstruction peut notamment être provoquée par un dépôt d'inclusions ou par de l'acier partiellement refroidi qui se solidifie dans l'orifice et/ou
le tube.
Dès lors, un premier objet de la présente invention est un procédé permettant de détecter avec précision l'instant où l'écoulement du métal en fusion subit une perturbation, soit parce la viscosité du métal augmente par refroidissement, soit parce que le métal entraine une certaine quantité de la scorie présente dans le premier récipient.
Un autre objet de l'invention est un procédé permettant de détecter une obstruction partielle ou totale de l'orifice de coulée, ou éventuellement du tube. de coulée, du premier récipient.
Encore un autre objet de l'invention est un procédé de conduite de l'opération de coulée permettant d'empêcher ou au moins de limiter l'entraînement de scorie du premier récipient vers le second récipient.
A cet effet, le procédé qui fait l'objet de la présente invention, dans lequel on coule du métal liquide d'un premier récipient,. dans lequel le dit métal est couvert d'une couche de scorie, dans un second récipient, est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure, de préférence en continu, au moins une caractéristique du son émis pendant la coulée du dit métal du premier récipient dans le second, et en ce que l'on détecte le moment où la dite caractéristique subit une variation importante.
Par variation importante, il faut entendre, au sens de la présente invention, une variation entraînant le dépassement d'un écart prédéterminé par rapport à la valeur de la dite caractéristique correspondant à la coulée de métal seul.
Selon l'invention, on détermine cet écart, pour une installation donnée, en réalisant dans cette installation une coulée, dite coulée de référence, consistant à couler successivement, dans les conditions normales de coulée, le métal liquide et la scorie contenus dans le dit premier récipient, à mesurer la valeur de la dite caractéristique du son émis respectivement pendant la coulée du métal liquide et pendant la coulée de la scorie et à déterminer la différence entre les valeurs de la dite caractéristique du son mesurées pendant ces deux phases successives de coulée.
L'écart prédéterminé, à prendre en considération pour la conduite de la coulée selon l'invention, peut être choisi égal à
la totalité ou à une fraction de la dite différence mesurée au cours de la coulée de référence.
Par conditions normales de coulée,- il faut entendre les conditions, telles le débit de métal, sa température, la diamètre de l'orifice de coulée, utilisées normalement avec la dite installation.
Selon une mise en oeuvre intéressante du procédé de l'invention, on interrompt,de préférence automatiquement, l'opération de coulée lorsque la variation de la caractéristique du son mesurée atteint le dit écart prédéterminé.
De façon connue en soi, on interrompt l'opération de coulée en obturant l'orifice de coulée, par exemple au moyen de la quenouille ou de la fermeture à tiroir équipant notamment une poche de coulée d'acier.
Selon une modalité particulière du procédé de l'invention, on mesure la dite caractéristique du son émis pendant la coulée au moyen d'au moins un sonomètre disposé au voisinage de l'installation de coulée.
Selon une première variante de mise en oeuvre, on dispose le
dit sonomètre à proximité de la zone d'impact du jet de métal coulé dans le second récipient.
Selon une autre variante de mise en oeuvre, on dispose le dit sonomètre à proximité du premier récipient, par exemple en contact avec la paroi latérale ou le fond du dit premier récipient.
Selon encore une autre variante.de mise en oeuvre, on dispose
le dit sonomètre à proximité du second récipient, par exemple en contact avec la paroi latérale ou le fond du dit second récipient.
Bien entendu, il ne sortirait pas du cadre de la présente invention d'utiliser simultanément plusieurs sonomètres disposés en plusieurs des localisations qui viennent d'être indiquées.
Au sens de la présente invention, il faut entendre par le mot "son" toute vibration acoustique, audible ou non, émise pendant la coulée.
Ces vibrations sont caractérisées par leur fréquence et leur amplitude et ce sont ces caractéristiques, ou leurs variations qui, dans le procédé de l'invention, sont mesurées à l'aide de "sonomètres" appropriés.
Il en résulte que la présente invention permet de déceler toute perturbation de la coulée, telle que celles qui sont mentionnées plus haut, en détectant les variations de fréquence et/ou d'amplitude du son émis pendant cette opération de coulée.
Si on choisit de mesurer l'amplitude du son émis pendant la coulée, on sélectionne avantageusement, selon l'invention, au moins une bande de fréquences particulières, de manière à libérer la mesure de toute influence de grandeurs perturbatrices provenant de l'environnement dans lequel se trouve(nt) le(s) sonomètre(s).
De même, il faut considérer qu'il est également compris dans la présente invention de mesurer, par exemple au moyen d'un accéléromètre, la vibration mécanique qui engendre le son émis pen-
<EMI ID=2.1> L'invention s'applique de façon particulièrement intéressante
à la coulée continue de l'acier en fusion, depuis un premier récipient qui est une poche d'aciérie, dans un second récipient constitué par le panier répartiteur.
Elle peut cependant s'appliquer également à la coulée de l'acier de ce panier répartiteur dans la lingotière de coulée continue, ainsi qu'à la coulée d'acier d'une poche d'aciérie dans une lingotière classique, sans sortir du cadre du procédé défini par les revendications qui suivent.,/ Revendications
1. Procédé de conduite d'une opération de coulée de métal liquide, dans lequel on coule du métal liquide d'un premier récipient, dans lequel le dit métal est couvert d'une couche de scorie, dans un second récipient, caractérisé en ce que l'on mesure, de préférence en continu, au moins une caractéristique du son émis pendant la coulée du dit métal du premier récipient dans le second, et en ce que l'on'détecte le moment où la dite caractéristique subit une variation importante, par exemple supérieure à un écart prédéterminé par rapport à la valeur de la dite caractéristique correspondant à la coulée de métal seul.