CA1099886A - Amortisseur de lingotiere - Google Patents

Abstract

Dispositif pour limiter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée en lingotière. Il est caractérisé par une ou plusieurs bandes placées de chant formant un réseau d'alvéoles polygonaux. Ce dispositif est placé sur le fond de la lingotière avant la coulée et joue, soit le rôle d'amortisseur lors d'une coulée directe, soit le rôle de flotteur lors d'une coulée en source.

Description

11)99886 La pr~sente invention concerne un dispositif pour limi-ter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée en lingotière.
Lors de la coulée d'acier directe au jet, on place habituellement, au fond de la lingotière, un dispositif appelé
"amortisseur". Lorsque la coulée de l'acier s'effectue ;-~
"en source", on utilise un "coussin" ou "flotteur" pour supporter des produits adjuvants de coulée. Tous ces dispositifs ont ~-pour rôle d'éviter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion sur les parois froides de la lingotière au contact desquelles ces gouttelettes se solidifient et provoquent ulté--rieurement l'apparition de defauts de surface du lingot ou du --produit fini.
Lors de la coulée directe au jet, ces dispositifs permettent également d'atténuer le choc du jet d'acier contre le fond de la lingotière et par conséquent d'en réduire l'usure.
Ils contribuent egalement à attenuer le refroidissement brutal de l'acier entrant en contact avec la masse de la lingo-tière par l'intermediaire de son fond, ceci occasionnant un retrait en "cul de bouteille" du lingot.
On connait déjà divers dispositifs de ce genre, notam-ment des amortisseurs realisés à partir d'une bande de carton ondule, enroule en spirale. Toutefois, ces dispositifs ne donnent pas toute satisfaction car ils sont d'un prix de revient assez ~leve, d'un emploi peu commode et d'une efficacite très relative.
La présente invention vise essentiellement à remédier a ces inconvénients.
A cet effet, ce dispositif pour limiter les rejaillisse-ments de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée enlingotiere, placé sur le fond de celles-ci, avant la coulee, et - jouant le rBle d'amortisseur lors d'une coulée directe au jet - 1 -' ~;
., . .~

~` 11D99886 -ou de flotteur lors d'une coulée en source, comportant au moins une bande verticale disposée de chant sur le fond de la lingotiere, est caractérisé en ce que la ou les bandes placées de chant forment un réseau dlalvéoles sensiblement polygonaux.
La section droite des alvéoles polygonaux peut etre constante sur tbute la superficie du dispositif suivant l'invention ou bien de préférence elle peut aller en décroissant du centre du dispositif vers la périphérie.
Dans une forme d'exécution particulierement avanta-geuse de l'invention, le dispositif amortisseur ou flotteur estconstitué par une rosace a alvéoles hexagonaux ou de toute autre forme, présentant une densité de parois plus grande au centre de la rosace qu'a la périphérie.
Le dispositif amortisseur ou flotteur suivant I'inven-tion peut etre réalisé sous toute forme appropriée, cylindxique a section droite circulaire ou ovale, ou encore prismatique a ; section polygonale. La ou les bandes constituant le dispositif amortisseur peuvent être réalisées en carton ou en toute autre matiere moins inflammable ou incombustible. Le dispositif peut être constitué notamment en une matiere réfractaire renfor~ant l'isolation thermique entre l'acier et le fond de la lingotiere.
Le dispositif amortisseur ou flotteur suivant l'in-vention peut être livré sous forme compacte, représentant un volume égal environ au vingtieme du volume final d'emploi, et il peut être monté rapidement avant son utilisation.
L'invention, telle que revendiquée, est un dispositif pour limiter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée en lingotiere, dispositif destiné a etre placé dans le fond de la lingotiere pour le rôle soit d'amortis-seur dans le cas d'une coulée directe au jet, soit de flotteurdans le cas d'une coulée en source par le pied, dispositif com-portant au moins une bande verticale disposée de chant sur le ., , 1~9886 .
fond de la lingotière formant un réseau d'alvéoles sensiblement polygonaux et caract~ris~ en ce que la ou les bandes placées de chant forment une rosace d'alvéoles en nid d'abeilles dont la densité des alv~oles va en décroissant du centre du dispositif vers la periphérie, en ce que cette rosace est déployable à la manière d'un éventail et est constituée par fixation de deux faces extrêmes, placées côte à côte, et en ce que sa partie centrale est en creux par rapport à sa péripherie.
Le centre du fond de l'amortisseur est preferablement ~ ! `
renforcé par l'insertion soit d'une plaque de métal, de parti-cules de bois ou de carton, soit d'un bloc de réseau alvéolaire ou de carton ondulé.
Dans une realisa~ion particulière, la partie centrale du dispositif est en saillie par rapport à la péripherie.
Avantageusement, le dispositif comportera des feuilles ou plaques de parement, collees sur l'une au moins de ses sur-faces supérieure et inferieure.
Avantageusement aussi, le dispositif est formé par la superposition de plusieurs dispositifs élementaires reunis par des feuilles intercalaires collees.
On decrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'execution de la presente invention, en reference au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 est une vue en coupe verticale schématique d'une lingotière pourvue d'un amortisseur suivant l'invention, en cours de coulee.
La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif amortisseur en forme de rosace.
La figure 3 est une vue en coupe verticale partielle - 2a -.

., 1099886 de la partie inférieure d'une lingotière dans laquelle e~t placs un dispositif amortisseur en forme de ro~ace, à surface supéri-eure conique.
~ a figure 4 est une vuè en élévation d'un dispositif amortisseur en forme de rosace, ~ ~urface supérieure conique.
~ a figure 5 est une vue en coupe ~erticale partielle d'une lingotière dans laqu~lle est logé un dispositif amortis~eur en forme de rosace, ~ surface supérieure constituée par une cuvet-te conique.
~a figure 6 est une vue en perspective d'un variante d'exécution d~un dispo~itif amortisseur constitué par la super-po~ition de plusieurs rosace~.
La figure 7 est une vue en plan schématique partielle d'un dispositif amortisseur oval en forme de rosace.
~ a figure 8 est une vue en plan schématique d'un disposi-tif amortisseur carré, à angles tronqués, constitué par un réseau d'alvéoles carrés.
~ a figure 9 est une vue en perspective d'une variante d'exécution d'un di~positif amortigseur en forme de rosace, muni de parements.
~ a figure 10 est une vue en coupe verticale gchématique d'une lingotière utilisée pour la coulée en ~ource et dans laquel-le est logé un dispositif suivant l'invention constituant un flot-teur.
~ a figure 11 est une vue en coupe partielle de la lin-gotière de la figure 10 dans laquelle est logée une variante d'exécution du dispogitif formant flotteur.
Sur la figure 1 est représentée Qchématiquement une lingotière 1 au-dessus de laquelle e~t logée une poche de coulée

2 comportant une busette à tiroir 3 d'où coule un jet d'acier en fusion 4 dans l'axe du moule. ~a lingotière 1 comporte deux parties, à savoir un moule conique en fonte 5, ouvert en haut ~ . -et en bas, et un fond 6 constitué par une forte pla~ue en fonte et sur laquelle repose le moule 1. Sur le fond 6 est placé un dispositif 7 constituant un amortisseur de lingotière et au centre duquel vient frapper le jet d'acier en fusion 4. Ce dispositif amortisseur 7 est destiné principalement à éviter les rejaillis-se~ents des gouttelettes d'acier en fusio~ vers la paroi froide de la lingotière que constitue le moule conique 5.
Suivant l'invention, le dispositif amortisseur 7, qui peut être réalisé sous l'une des formes d'exécution illustrees sur les figures 2 à 9, est formé d'une ou de plusieurs bandes d'un matériau combustible ou non, tel que carton, lesquelles sont placées de chant sur le fond 6 de la lingotière 1. La ou les bandes constituant le dispositif amortisseur 7 délimitent un réseau d'alvéoles 8 (figure 2) sensiblement polygonaux, De ce fait, le jet d'acier 4 qui tombe essentiellement sur la partie centrale du dispositif amortisseur 7 ne peut pratiquement pas rejaillir vers la paroi latérale froide de la lingotière 1, du fait de la présence des bandes placées de chant et formant autant d'écrans.
~e dispositif amortisseur suivant l'invention peut être réalisé sous forme de rosace, ainsi qu'il est illustré sur la figure 2. Dans ce cas, la densité des alvéoles 8 va en décroissant du centre de la rosace vers la périphérie. Autrement dit, les parois des différents alvéoles sont très rapprochées les unes des autres au centre de la rosace et le sont de moins en moins vers la périphérie. Dans ce cas,~ les alvéoles ont une forme hexagonale mais il va de soi qu'ils pourraient avoir toute autre forme po]y~onalo.
~ e dispositif amortisseur 7 peut avoir une périphérie courbe, circulaire ou ovale, comme on le verra plus loin, ou polygonale, Ses faces frontales peuvent 8tre toutes les deux planes ou sa face supérieure 7a peut être conique, comme il est illustré sur les figures 3 et 4, De ce fait, il est possible .

4 ~
'' ' ;

` lOg9886 d'augmenter l'épaisseur du dispositif amortisseur 7 au centre de la rosace, pour un m8me poids de carton. Cette disposition est particulièrement intér~ssante car en pratique le jet d'acier ~erti-cal ne s'écarte du centre du fond de la lingotière que de quelques centimètres. De ce fait, l'action du dispositif amortisseur 7 à
l'encontre des rejaillisseme~ts de gouttelettes d'acier s'effectue principalement au centre et il est donc avantageux d'augmenter son épaisseur à cet endroit.
Suivant une variante d'exécution, illustrée sur la figure 5, le dispositif amortisseur 7 présente une surface supérieure 7b en creux, en ~orme de cuvette conique. Dans ce cas, le dispositif amortisseur 7 joue également le rôle de "pare-paille" évitant que des gouttelettes en fusion ne se figent sur la paroi 5 de la lingotière 1.
Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 6, le dispositif amortisseur 9 suivant l'invention est constitué par la superposition de plusieurs dispositifs amortisseurs élémentaires 7 en forme de rosace (au nombre de trois dans l'exemple représenté), réunis entre eux par des feuilles intercalaires collées 10. On augmente de ce fait la probabilité de rencontre du jet d'acier en fusion avec des bandes ~erticales. Dans cette application, le~ amortisseurs élcmentaires 7 peuvent également être constitués par un maillage d'al~éoles à section droite égale.
~ e dispositif amortisseur représenté schématiquement sur la figure 7 a une forme ovale. Par sciage ou cisaillement des côtés du dispositif amortisseur en forme de rosace, ovale ou d'un grand panneau obtenu comme decrit plus loin, on peut obtenir des amortisseurs carrés ou rectangulaires, à angles droits ou tronqués. ~a figure 8 représente schématiquement un dispositif amortisseur 11 à section droite carrée, à angle tronqués. Dans cette forme dlexécution particulière, le dispositif amortisseur 11 est constitué par deux ensembles de bandes parallèles 12 et 13, . ~ .- . .. - . . :, - 10~9886 perpendiculaires entre elles, de manière à définir un réseau d'alvéoles carrés ou rectangulaires. ~es mailles de ces réseaux, c'eæt-à-dire la section droite des alvéoles, peuvent être cons-tantes sur toute la surface du dispositif amortisseur 11, comme il est représenté sur la figure 8, ou bien encore elles peuvent aller en décroissant du centre du dispositif 11 vers la périphérie, comme dans le cas de la rosace de la figure 2. Ce maillage peut également être obtenu par l'étirement longitudinal d'un réseau du type "nid d'abeilles"; dans ce cas, les alvéoles sont sensible-ment réguliers et hexagonaux.
Dans le cas de l'emploi d'un maillage homogène du type"nid d'abeilles", le centre de l'amortisseur est renforce par l'insertion, dans la partie inférieure, soit d'~ne plaque de métal, de particules de bois ou de carton compact, soit d'un bloc de réseau "nid d'abeilles" dont les axes des alvéoles sont horizontaux, ou d'un bloc de carton o;qdulé multicouche. Une telle plaque ou un tel bloc est indiqué schématiquement par la zone hachurée lla sur la figure 8.
Le dispositif amortisseur suivant l'invention peut être obtenu à partir d'une structure du type "nid d'abeilles". Cette structure en "nid d'abeilles" peut être expansée en cercle par rotation totale d'une extrémité autour de l'autre extrémité
servant de point fixe, suivant le principe d'un éventail, Une fois le dispositif amortisseur déPloyé, on peut le maintenir dans cette position par agrafage des deux faces adjacentes ou collage au moyen dlune colle appropriée. Dans ce cas, l'amortisseur développé en forme d'éventail occupe un volume égal à environ vingt fois le volume non expansé.
Dans cette dernière forme d'exécution, pour réduire les frais de transport et le volume de stockage, le dispositif amortisseur suivant liinvention peut ê$re livré non expansé mais, dans ce cas, les faces extérieures qui doivent être rapprochées l~q9886 puis accolées après développement en éventail, sont garnies de colle de contact protégée par un film pou~ant etre aisément enlevé.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 9, le dispositif amortisseur 14, qui peut être-du type rosace de la figure 2 ou matrice de la figure 8, comprend des parements 15, 16 collés des deux côtés du dispositif amortisseur 14 qui se trouve ainsi pris en sandwich. Dans la pratique, pour donner une bonne rigidité aux amortisseurs ou coussins suivant la présente inven-tion, des parements de papier d'environ lOcm x lOcm sont collés de chaque c8té sur la partie centrale. ~or~que l'amortisseur est coni~ue ou concave, le carré de papier est fendu d'un bord au -centre pour s'adapter au cône ou à la cuvette.
Dans l'emploi d'un amortisseur en forme de rosace 7 ou à maillage rectangulaire, non-homogène, c'est-à-dire à mailles décroissantes du centre vers la périphérie, la partie centrale inférieure peut aussi être renforcée, comme mentionné ci-dessus pour les réseaux homogènes, par le collage d'une plaque de métal, ou ce particules de bois formant parement inférieur.
Pour ralentir l'inflammabilité du dispositif amortisseur, ou même obtenir son incombustibilité, on peut utiliser, à la place du carton, des matières diverses telles que acier, complexe carton-acier, amiante, complexe amiante-acier, complexe acier-tissu de verre. Ces matériaux sont façonnés en forme d'amortis-seur, suivant les mêmes procédés de mise en oeuvre que les bandes de carton d'une structure alvéolaire du type "nid d'abeilles".
L'ob-tention d'un écran thermique e~ficace, retardant la transmis~ion de la chaleur entre l'acier en fusion et le fond 6 de la lingotière, est obtenu en utilisant des feuilles intercalaires ou de parements, telles que les feuilles 10 dans le cas de la forme d'exécution de la figure 6, et les feuilles 15 et 16 dans ; le cas de la figure 9. Ces feuilles intercalaires ou de parements ` 1~)99886 sont réalisées en un matériau peu inflammable, incombustible ou réfractaire, tel que l'acier, l'aluminium, l'amiante ou un complexe de silice-alumine. On peut utiliser une seule feuille, telle que la feuille 16, en tant que parement inférieur du dispositif amortisseur: en effet, comme cette feuille est en contact direct avec le fond de la lingotière, elle résiste mieux et plus long-temps au choc du jet d'acier en fusion.
~ a figure 10 illustre l'utilisation du dispositif suivant l'invention dans le cas d'une coulée en source par le pied. Dans ce cas, le métal pénètre dans la lingotière 1 par le centre de la plaque de base constituant le fond de la lingotière et où a été
aménagée une tuyère en produit réfractaire. ~a coulee s'effectue dans une colonne annexe 17 dont le volume interne communique avec l'orifice prévu dans le centre de la plaque de base 6. Dans ce cas, on place dans le fond de la lingotière 1 un dispositif amortisseur 18, destiné à jouer le rôle de coussin ou de flotteur s'élevant à la surface de l'acier, au fur et à mesure que le niveau de celui-ci monte dans la lingotière 1, au cours de la cou-lée. Au-dessus de ce flotteur 18 sont disposés des sacs produits isolants pulvérulents. Dans ce cas, le dispositif 18 suivant l'invention, constituant un flotteur, présente avantageusement une surface inférieure conique ou concave, c'est-à-dire de plus faible épaisseur au centre à l'endroit où sort le jet d'acier en fusion.
Dans le cas illustré sur la figure 11, la plaque de base présente un évidement central conique, le dispositif amortisseur 19 a la forme d'un cône tronqué rcnversc pour ~'adapter à cet évidement conique.
~ e dispositif amortisseur suivant l'invention peut ~tre utilisé dans toutes les lingoti~res, soit à coulée directe par gravité de l'acier en fusion, soit à coulée en source par le pied.
Il est nettement plus efficace que les dispositifs amortisseurs . ~
,, . . .: .1' . . ... .

1~)998~36 existant actuellement sur le marché, I1 peut s'adapter ~ toutes les formes de lingotière et peut être monté juste avant l'utiliæa- .
tion pour réduire les frais de port et de stockage.

- . ~ . .. .. , .. ~ . ~ ..

. ; . . . ".. . ~ ., . . . . . - .

Claims (5)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Dispositif pour limiter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée en lingotière, dispositif destiné à être placé dans le fond de la lingotière pour le rôle soit d'amortisseur dans le cas d'une coulée directe au jet, soit de flotteur dans le cas d'une coulée en source par le pied, dispositif comportant au moins une bande verticale dis-posée de chant sur le fond de la lingotière formant un réseau d'alvéoles sensiblement polygonaux et caractérisé en ce que la ou les bandes placées de chant forment une rosace d'alvéoles en nid d'abeilles dont la densité des alvéoles va en décroissant du centre du dispositif vers la périphérie, en ce que cette rosace est déployable à la manière d'un éventail et est constituée par fixation de deux faces extrêmes, placées côte à côte, et en ce que sa partie centrale est en creux par rapport à sa périphérie.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractéri-sée en ce que le centre du fond de l'amortisseur est renforcé
par l'insertion soit d'une plaque de métal, de particules de bois ou de carton, soit d'un bloc de réseau alvéolaire ou de carton ondulé.

3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que sa partie centrale est en saillie par rapport à la périphérie.

4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comporte des feuilles ou plaques de parement, collées sur l'une au moins de ses surfaces supérieure et infe-rieure.

5. Dispositif suivant la revendication 1, caracté-risé en ce qu'il est formé par la superposition de plusieurs dispositifs élémentaires réunis par des feuilles intercalaires collées.