CA1329977C - Installation de coulee de metal liquid et procede pour sa mise en oeuvre - Google Patents
Installation de coulee de metal liquid et procede pour sa mise en oeuvreInfo
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Abstract
"Installation de coulée de métal liquide et procédé pour sa mise en oeuvre" L'installation de coulée de métal liquide comprend un récipient métallurgique (1) destiné à contenir du métal liquide (2), muni d'un orifice de coulée (6) et comportant sous cet orifice (6) un dispositif principal (8) de fermeture et d'ouverture dudit orifice (6). Elle comprend également un dispositif auxiliaire (12) de préchauffage, d'obturation et de débouchage de l'orifice de coulée (6), placé au-dessus dudit orifice (6), et comportant un élément allongé (13), destiné à être partielleent immergé dans le métal liquide (2), et réalisé en un matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire (34) frittable au contact du métal liquide (2), des moyens (14, 15, 17, 18, 21) pour maintenir l'élément allongé (13) sur l'orifice de coulée (6) de façon à l'obturer avant et pendant le début de la coulée du métal liquide (2) dans le récipient (1) et pour soulever cet élément (13) au-dessus de l'orifice de coulée (6), cet élément (13) comportant au moins un conduit longitudinal (23) débouchant au droit ou dans la proximité de l'orifice de coulée (6) et qui est raccordé à au moins une source de gaz (30) sous pression permettant le préchauffage et/ou le débouchage de l'orifice (6). Application notamment pour le préchauffage et/ou le débouchage d'un orifice de coulée (6) d'un récipient métallurgique (1). (Voir figure 1).
Description
1329~77 La presente invention concerne une installation de coulée de métal liquide comprenant un récipient métallurgique destiné à contenir du métal liquide, muni d'un orifice de coulée et comportant sous cet orifice un dispositif principal de fermeture et d'ouverture dudit orifice.
L'invention concerne également le procédé pour la mise en oeuvre de cette installation.
On sait que tout récipient métallurgique tel qu'une poche de coulée ou un répartiteur de coulée continue, principalement à brame ou à bloom, comporte un dispositif d'obturation de l'orifice de coulée pour permettre l~'obturation de celui-ci avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans ce récipient, puis le d~gagement de cet orifice pour permettre la coulée du métal liquide dans un second récipient métallurgique, par exemple dans une lingotière de coulée continue.
Un tel dispositif doit également permettre l'obturation partielle ou totale de cet orifice s'il faut limiter le dé~it ou interrompre la coulée du métal liquide.
Les dispositifs d'obturation les plus connus sont les quenouilles garnies d'un revetement réfractaire classique nécessitant un chauffage avant la coulée du métal pour éviter tout risque de solidification de celui-ci au contact de sa surface. Ces quenouilles sont de plus lourdes et difficiles à manipuler.
:
-` ` 1329977 Les dispositifs d'obturation utilisés actuellement sont les busettes à tiroir. Celles-ci donnent toute satisfaction pour ce qui concerne la fonction obturation avant et pendant la coulée et à la fin de celle-ci. Par contre, il peut arriver que, malgré les soins apportés à
préparer le récipient de coulée avant une coulée, il se forme dans l'orifice de coulée un bouchon de débris divers, de scories et/ou de métal solidifié empêchant la coulée du métal liquide ou limitant fortement celle-ci.
Un tel incident peut perturber gravement l'exploitation de l'atelier de coulée de métal liquide, en retardant la coulée du métal pendant le temps necessaire à
déboucher l'orifice de coulée obstrué, ou en prolongeant la durée de la coulée comme par exemple dans le cas d'une installation de coulée continue de métal liquide à plusieurs lignes, si le responsable de la coulée décide de renoncer à
utiliser la ligne obstru~e et de n'utiliser que les autres lignes disponibles.
Si toutes les lignes sont obstruées, il peut arriver que le métal doive être coulé dans des lingotières de secours permettant sa solidification en lingots qui seront ensuite refondus.
Les incidents de non-débouchage sont donc toujours générateurs de coûts supplémentaires par perte de productivité.
La solution consiste d'une manière générale à
essayer de brûler à l'oxygène le magma incandescent formant .~.1 , .;
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.. . . . . .
~ 1329~77 le bouchon qui obstrue l'orifice de coulée. Pour cela, on introduit dans cet orifice par la partie inférieure du récipient metallurgique, un tube métallique dans lequel on fait arriver un jet d'oxygène. Il se forme au contact du magma une flamme dont la chaleur fait fondre celui-ci. Cette opération est toujours très délicate. En effet, il arrive souvent qu'en faisant fondre le magma on détériore l'orifice de coulée et/ou le dispositif à tiroir. De plus, cette opération est dangereuse pour le personnel qui l'exécute.
Un tel mode de débouchage est rendu encore plu5 délicat lorsqu'on utilise sous le récipient métallurgique un tube de coulée destiné à éviter au métal liquide le contact de l'air et le risque d'oxydation, tout en limitant les projections. On a bien essayé de concevoir des tubes de coulée munis sensiblement dans leur axe d'un tuyau métallique par lequel on fait arriver de l'oxygène si le métal liquide ne coule pas par l'orifice de coul~e lorsqu'on ouvre le dispositif à tiroir. Mais le débouchage par le ;~
dessous du récipient métallurgique n'a jamais donné entière satisfaction.
Une autre solution est également proposée dans le US-A-g 667 858 pour éviter le bouchage de l'orifice de coulée d'un récipient métallurgique équipé d'un dispositif d'obturation du type busette à tiroir. Cette solution consiste ~ mettre du sable dans l'orifice de coul~e au-dessus du tiroir. Toutefois, lorsque l'on ouvre le tiroir, le sable coule et pollue le métal du récipient 1nférieur.
f~ ~ ' ' ; :: ---"`" 132~77 Il est ~galement connu dans la manière d'élaborer des aciers d'utiliser des quenouilles de récipients métallurgiques constituées d'un tube central creux métallique recouvert d'une protection réfractaire. Ces quenouilles sont destinées à injecter dans les bair.s d'acier liquide des gaz purifiants additionnés ou non de poudres afin de purifier le bain d'acier, afin de le refroidir, de le purger, et de réduire son écoulement à travers l'orifice de sortie. Ces gaz et ces poudres ont également pour but de refroidir ces quenouilles Elles ne sont pas conçues pour r~aliser les objectifs de la présente invention et ont un procédé d'utilisation à l'opposé de la pr~sente invention.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en créant une installation de coulée de métal liquide du type précité simple et efficace, permettant le préchauffage, l'obturation et le débouchage d'un orifice de coulée du récipient métallurgique, qui permette notamment, pour un faible co~t, l'élimination rapide et efficace d'un bouchon obstruant l'orifice de coulée.
Suivant l'invention, 1'installation est t', ~' caractérisée en ce ~u'elle comprend également un dispositif auxiliaire de préchauffage, d'obturation et de débouchage de l'orifice de coulée, placé au-dessus dudit orifice, et comportant un élément allongé destiné à être partiellement immergé dans le métal liquide et réalisé en un matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire frittable au contact du métal liquide, des moyens pour maintenir l'élément allongé sur l'orifice de coulée de façon à l'obturer avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans le récipient et pour soulever cet él~ment au-dessus de l'orifice de coulée, cet élement comportant au moins un conduit longitudinal débouchant au droit et/ou dans la proximité de l'orifice de coulée et qui est raccordé à au moins une source de ~az sous pression permettant le préchauffage et/ou le débouchage dudit orifice. -Ce dispositif, qui n'intervient qu'à titre auxiliaire pour le préchauffage et/ou l'obturation de l'orifice de coulée en début de coulée, peut être simple et donc léger et économique. Ce dispositif par sa seule pr~sence sur l'orifice de coulée avant l'arrivée du métal liquide, limite également consldérablement le risque de voir des débris de toute sorte tomber dans l'orifice de coulée -pour l'obstruer. De plus, ce dispositif qui est placé sur l'orifice de coulée puis est soulevé légèrement au-dessus de celui-ci, permet, en cas de présence d'un éventuel bouchon, d'envoyer directement sur ce bouchon à très faible distance, ~ -donc avec une grande précision, un gaz oxydant, tel que par .
exemple de l'oxygène ou tout autre gaz enrichi à l'oxygène, oxydant et/ou-réducteur, pour faire fondre ce bouchon. Le fait que l'élément allongé soit de préférence en materiau susceptible de fritter au contact du métal li~uide permet à
:: ~
celui-ci de conserver sa cohésion mécanique pendant toute la ~-durée de son séjour dans ce métal liquide. -~ ~;
` 13~9~77 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le matériau isolant réfractaire, frittable au contact du métal liquide, est composé de particules inorganiques réfractaires, telles que de la silice et/ou de l'alumine et/ou de la magn~sie, et éventuellement de fibres organiques et/ou réfractaires, agglomérées à l'aide d'un liant organique et/ou inorgani~ue, susceptibles de fritter au contact du métal liquide.
Etant donné que ce matériau a une densité et une conductibilité thermique nettement inférieures à celles des réfractaires classiques, ce matériau ne necessite aucun préchauffage et ne risque pas d'entrainer une solidification du métal liquide à son contact.
De plus, ce matériau reste légèrement malléable après frittage, ce qui est favorable à une bonne obturation de l'orifice de coulée.
Enfin ce matériau est très économique et d'utilisation aisée.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le conduit est constitué au moins par un tube mé!tallique disposé longitudinalement à l'intérieur de l'élément allongé et débouchant à l'extrémité de cet élément située au-dessus de l'orifice de coulée, l'extrémité de ce tube opposée ~ l'orifice de coulée étant raccordée au moins par une tubulure ~ une source d'oxygène et/ou de gaz oxydant analogue et/ou de gaz réducteur sous pression, de gaz de barbotage, à un mécanisme d'amenée de poudres, de - . . .
.:: ~ : ~ :, :
: . ., : ~ . : ~ . :
-~ . - :
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~3~77 grains, de fil métallique.
La présence d'un tube métallique disposé
longitudinalement ~ l'intérieur de l'élément allongé permet une construction très simple de cet ~lément auquel le tube sert d'armature. Comme ~ignalé plus haut, le jet d'oxygène ou de ga~ enrichi débouchant à l'extrémité du tube et de l'élément allongé située au-dessus de l'orifice de coulée forme une flamme au contact du métal liquide et attaque à
très faible distance et donc avec une grande précision le magma obstruant l'orifice de coulée sans détériorer les parois de cet orifice ni les éléments de l'obturateur à tiroir ou rotatif. On peut également enflammer le gaz sortant de l'élément allongé à l'aidie d'une torche afin de préchauffer l'orifice de sortie ou à l'aide de tout autre dispostif d'allumage, tel que, par exemple, par un système d'électrodes.
Le Matériau dont est réalisé de préférence l'élément allongé étant à la fois réfractaire et isolant, ~:
l'épaisseur de ce matériau autour du tube métallique peut ZO être r~duite et cet élément allongé peut ainsi ~tre très léger comparé à une quenouille traditionnelle.
Selon un autres aspect de l'invention, le procédé
- ::
pour la mise en oeuvre d'une installation conforme à
l'invention comprend les ~tapes suivantes a) on met en place sur l'orifice de coul~e :~
l'élément allongé du dispositif auxiliaire ou principal de ~ :~
préchauffage, d'obturation et de débouchage, ~ 13299~7 b) on commence à remplir le récipient de métal liquide, c) lorsque le métal liquide atteint dans le récipient le niveau voulu, on ouvre le dispositif principal d'obturation, puis d) on soulève l`égèrement l'élément allongé du dispositif auxiliaire au-dessus de l'orifice de coulée, e) si le métal liquide ne s'écoule pas normalement par l'orifice de coulée, on commande l'arrivée du gaz oxydant dans le conduit de l'élément pour éliminer par fusion le bouchon formé dans l'orifice de coulée, f) dès que le métal s'écoule normalement par l'orifice de coulée, on relève complètement l'élément allongé.
D'autres particularités et avantages de l'invention appara~tront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une installation conforme ~ un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe analogue à la figure 1, l'élément allongé de l'installation selon l'invention étant soulevé au-dessus de l'orifice de coulée, et étant différent de celui représenté à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale ~,'7' ., . ' "' ~ ' ' ~ . : , , ' longitudinale de l'élément allongé d'une installation conforme à l'invention.
Dans le mode de réalisation de l'installation représenté à la figure 1 on voit en 1 un récipient métallurgique constitué par un répartiteur 1 d'une installation de coulée continue. Ce répartiteur 1 renfermant du métal liquide 2 tel que de l'acier fondu comprend une enveloppe extérieure en acier 3, garnie intérieurement d'un revetement réfractaire permanent 4 qui est lui-meme protégé
de préférence par un revetement isolant réfractaire 5.
Le répartiteur de coulée 1 comprend un orifice de -~
coulée 6 ménagé dans une busette de coulée 7 habituellement ~
en matière réfractaire. Sous l'orifice de coulée 6 du~ ~-répartiteur 1 est installé un dispositlf principal d'obturation 8 à tiroir 9. Dans l'exemple représenté, le dispositif principal d'obturation à tiroir 8 peut comporter une tubulure 10 permettant l'insufflation d'argon dans la busette 7 qui dans ce cas est en matière réfractaire poreuse. Sous le dispositif d'obturation à tiroir 8 est monté un tube de coulée 11.
L'orifice de coulée 6 du répartiteur 1 est équipé
d'un dispositif auxiliaire de préchauffage et~ou d'obturation et de d~bouchage 12, qui comprend principalement un élément allongé 13 disposé sensiblement verticalement sur l'orifice de coulée 6 de manière à
l'obturer.
L'él~ment 13 est traversé axialement par un tube ~5' ~ 132~977 m~tallique 23 qui lui sert d'armature.
L'élément allongé 13 peut être soulevé au-dessus de l'orifice de coulée 6 par un système connu quelconque manuel ou télécommandé.
Dans l'exemple représenté, ce dispositif de commande comprend un levier 14 articulé en 16 sur une b~quille 17 portée par l'enveloppe 3 du répartiteur 1. Le levier 14 est articulé d'une part à un collier 15 qui enserre la partie supérieure du tube 23 au-dessus de 1~ l'élément 13 et d'autre part à une biellette 18 guidée par un fourreau 20. La biellette 18 est commandée en translation par un levier de manoeuvre 21 articulé en 22 sur l'enveloppe 3.
Selon un mode de réalisation particulièrement simple de l'élément allongé 13 représenté à la figure 3, cet ; ;
élément comporte en son intérieur le tube métallique 23, en .
g~néral en acier ordinaire, par exemple un tube normalisé de diamètre nominal 1" (25,4 mm). Le tube 23 est fileté
extérieurement ~ son extrémité inférieure et viss~ dans un manchon fileté 24. L'extrémité du manchon 24 opposée au tube 23 est par exemple soud~e à une rondelle 25 munie en son centre d'un orifice circulaire 26 dans lequel est soudé
suivant l'axe du tube 23 un élément tubulaire 27 de diamètre inférieur à celui du tube 23. ~n 35, on a représenté une couche de matière isolante recouvrant la surface du bain d'acier liquide.
Dans l'exemple représenté à la figure 3, l'élément allongé 13 est compos~ de plusieurs parties annulaires 13a, ~1 :
~';~
i. .. ~-:~ ,. , - .. . . . .
r` :
13~9~77 13b, 13c embo~tées les unes sur les autres autour du tube métallique 23. Ces parties 13a, 13b, 13c peuvent être jointoyées les unes aux autres par exemple au moyen d'une colle réfractaire. On peut intercaler entre les parties annulaires 13c une ou plusieurs parties 13e d'un diam~tre plus important, notamment dans la zone des scories et/ou de la couche de matière isolants 35 recouvrant la surface du bain d'acier liquide (figure 1).
Par ailleurs, la partie 13a adjacente ~ l'orifice de coulée 6 présente une surface sphérique 13d déterminée pour pouvoir s'appliquer de facon étanche sur le bord tronconique 31a de la brique de siège 31 et sur le bord de ~;
la busette 7 logée dans celle-ci. ; ~-L'extrémité 28 du tube 23 opposée ~ l'orifice de coulée 6 est reliée à une source d'oxygène 30 sous pression par l'intermédiaire d'une tubulure souple 29.
On peut réaliser l'élément allongé 13 de plusieurs manières. Par exemple on assemble le tube 23 et le manchon 24, auquel ont été préalablement fixés la rondelle 25 et le troncon de tube 27, auquel on ajoute, éventuellement un bouchon poreux laissant passer les gaz, et on réalise en une seule opération le revêtement isolant réfractaire à la presse ou par filtration accélérée sous pression ou par aspiration a l'aide d'un matériau adéquat 34 d~crit ci-dessous. Le matériau 34 constituant les différentes parties13a, 13b, 13c de l'élément 13 est un matériau réfractaire et~ou isolant thermique réfractaire composé de particules : ~ -. ................. , -: ~ , : :
,,, : , .: . . ,; ~ ~ - ., _~ 13~9~77 inorganiques réfractaires, telles que de la silice et/ou de l'alumine, et/ou de la magnésie, ... et éventuellement des fibres organiques et~ou réfractaires, le tout étant aggloméré à l'aide de liants organiques et/ou inorganiques, succeptibles de fritter au contact du métal liquide 2.
La composition du matériau isolant thermique réfractaire et la granulométrie de ses constituants sont ajustées de manière que le frittage se produise, dans le cas de la métallurgie de l'acier, entre 800C et 1 500C.
Cependant, l'adjonction d'un liant minéral libère la composition des contraintes de frittage. La masse spécifique de ce matériau peut varier entre 0,5 et 2,9 kg~dm3 en fonction de la composition et de la granulométrie de ses constituants.
Pour faciliter la réalisation de l'élément allongé
13 en une seule opération, on peut revêtir au préalable les parois extérieures du tube 23, du manchon 24, de la rondelle 25 et du tronçon de tube 27 d'une colle facilitant - l'adhérence du matériau 34 au métal.
Une autre manière de réaliser l'élément 23 consiste ~ préparer séparément la partie d'extrémité 13a ayant sensiblement la forme d'une demi-sphère prolongée par un cylindre, puis à visser le tube 23 dans le manchon 24 et ~ enfiler ensuite sur le tube 23 les diverses parties tubulaires préfabriquées 13b, 13c.
La partie inférieure 13a destinée à obturer l'orifice de coulée 6, qui supporte la pression ''~
~, ....... ~. . .................. ~ .
:: :: :: ,.. ,, . .: ,. . .
: ~ -~ 1329~77 13 hydrostatique du metal liquide et s'appuie sur la périphérie de l'orifice de coul~e 6 comporte l'épaisseur maximale de matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire 34. Elle a par exemple un diamètre extérieur de 132 mm et une hauteur totale de 100 mm qui comprend la hauteur de l'évidement tronconique permettant l'emboitement, soit par exemple 15 mm, et la hauteur du manchon fileté 24, soit par exemple 52 mm, la partie supérieure du manchon affleurant le niveau du matériau réfractaire et~ou isolant réfractaire.
Les parties tubulaires supérieures 13b, 13c qui supportent un effort moindre, peuvent avoir une épaisseur plus faible de matériau 34 et avoir par exemple un diamètre extérieur de 75 mm environ pour un diamètre intérieur de l'ordre de 35 à 40 mm, et une hauteur unitaire de 150 mm.
Les parties 13a, 13b, 13c peuvent être réalis~es ~ ;
par exemple à la presse ou par filtration accélérée sous pression ou par aspiration. Elles peuvent être réfractaires et~ou isolantes réfractaires. Elles peuvent présenter un diamètrè plus important dans la zone des scories que les -~
éléments 13b et 13c.
On va maintenant décrire en référence aux figures 1, 2 et 3 le procédé pour la mise en oeuvre de l'installation selon l'invention dans le cas représenté où
le r~cipient est un répartiteur de coul~e continue.
Lorsque le répartiteur 1 comportant un dispositif auxiliaire 12 et un dispositif principal 8 est prêt pour une nouvelle coulée, on fixe l'élément allongé 13 neuf au bras ~ .:
-` 1329977 14. ~'élément 13 repose par son propre poids sur le fond du répartiteur 1 et on prend bien soin de centrer la partie inférieure 13a sphérique sur l'orifice de coulée 6.
L'élément 13 étant en place, on place le dispositif ~ tiroir 8 en position fermée. La seule présence de l'élément 13 sur l'orifice de coulée 6 va donc empêcher l'introduction de matières étrangères indésirables dans cet orifice.
On commence à remplir le répartiteur 1 de métal liquide. Au contact de ce dernier, ou du fait du rayonnement du métal liquide, le matériau isolant réfractaire 34 entourant l'~lément 13 commence à fritter. Ce frittage se poursuit à l'intérieur du matériau, au fur et à mesure de l'augmentation de la température à l'intérieur des parties 13a, 13b, 13c.
Grâce à ce frittage, la cohésion du matériau est maintenue, malgré la décomposition du liant. De plus, il a été constat~ que le métal liquide ne mouille pas la surface du matériau de l'élément 13, de sorte que le comportement de cet élément ne risque pas d'être perturbé par des adhérences de métal indésirables. Le matériau de l'élément 13 étant isolant, il n'y a pas solification de m~tal contre sa surface. En outre, le matériau 34 de l'élément 13 reste légèrement mall~able même après frittage, ce qui améliore encore les conditions d'obturation de l'orifice de coulée 6.
De préférence lorsque le métal liquide dans le répartiteur 1 atteint le niveau re~uis, on recouvre la surface du bain d'acier liquide d'une matière isolante 35 ~4~r, 5i ~--` 1329977 puis on ouvre le dispositif principal d'obturation à tiroir 8 puis, à l'aide des leviers 21 et 14 on soulève légèrement l'élément 13 au-dessus de l'orifice de coulée 6, comme représenté sur la figure 2. Si le métal s'écoule ` :
normalement, on peut lever l'~lément 13 jusqu'à sa position supérieure de dégagement et l'y maintenir par un dispositif quelconque de blocage (non repr~senté).
Si le métal ne s'écoule pas du tout on ne s'écoule pas normalement dans l'orifice de coulée 6, on abaisse de nouveau l'élément 13 sur cet orifice 6 et on souffle de l'oxygène par le tube 23 et le tronçon de tube 26 qui forme ~ :~
buse. Au contact du métal liquide, il se forme immédiatement une flamme 32 qui va faire fondre et disparaitre tout magma ~3 de métal et de matières étrangeres obstruant l'orifice de coulée 6.
Dès que le métal s'écoule normalement, on relève l'élément 13 dans sa position supérieure de dégagement et on l'y maintient. Puis on peut, lorsqu'un soufflage d'argon est :
prévu, ouvrir l'arrivée d'argon par la conduite lO dans la busette 7 pour chasser du voisinage de l'orifice 6 d'éventuelles impuretés. :`
Lorsque la coul~e est presque terminée, il est possible d'obturer l'orifice de coulée 6 au moyen de l'~lément allongé avant de commander la fermeture de la busette à tiroir 8. Si l'on ferme directement la busette à
tiroir, on risque l'accumulation au-dessus du tiroir 9 dans :
l'orifice 6 d'un magma d'acier et/ou de scorie et de poudre ~J.; : :
~ 13~9977 16 isolante qui risque de se solidifier dans l'orifice 6 et de rendre plus difficile le remplacement de la busette à tiroir 8 et celui de la busette 7. Au contraire, en procédant comme indiqué ci-dessus, on ferme la busette à tiroir 8 alors que l'orifice 6 est complètement dégagé. On peut ainsi interrompre la coulée avant le passage de scorie dans la busette sans risquer de compliquer la remise en état de l'installation avant une nouvelle coulée.
En fin de coulée, on déconnecte l'arrivée d'oxygène ou de gaz enrichis, etJou oxydant et/ou réducteur du tube 23, on démonte l'élément 13 et on le remplace par un élément neuf.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à
l'exemple décrit et on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Par exemple, l'invention n'est pas limitée à la métallurgie de l'acier et peut être utilisée pour tous les métaux liquides, en particulier l'aluminium, le cuivre et leurs alliages, pourvu que la composition et la granulométrie des matières constituant le matériau de l'élément 13 dont les parties 13a ou 13b ou 13c ou 13e sont isolantes réfractaires soient adaptées pour permettre un frittage de ce matériau au contact avec le métal liquide.
Ce matériau isolant réfractaire peut ~ volonté :
etre acide, basique ou neutre en fonction de la composition choisie suivant l'utilisation prévue. La charge totale du ou des constituants réfractaire~ de ce matériau peut atteindre . . . .
13~9977 99,5%, le pourcentage de fibres pouvant de son côté
atteindre 20% . De préférence, les parties isolantes réfractaires non soumises au frittage contiennent un liant minéral.
L'installation selon l'invention peut être adaptée par exemple à une poche de coulée et/ou à chaque orifice de coulée d'un répartiteur, la longueur de l'élément 13 étant adaptée aux conditions d'utilisation. La busette à tiroir peut 8tre remplacée par une busette ~ barillet.
Par ailleurs, le tube 23, le manchon ~4, la ;
rondelle 25, le tron~on du tube 27 peuvent être remplacés par des éléments ~quivalents assemblés par tous moyens connus.
Il va de soi, que l'on peut profiter du dispositif 12 pour introduire dans le bain d'acier par le tube 23 tous gaz et matériaux de traitement utiles (gaz de barbotage, poudres, grains, fils métalliques, etc.).
A~
- .
L'invention concerne également le procédé pour la mise en oeuvre de cette installation.
On sait que tout récipient métallurgique tel qu'une poche de coulée ou un répartiteur de coulée continue, principalement à brame ou à bloom, comporte un dispositif d'obturation de l'orifice de coulée pour permettre l~'obturation de celui-ci avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans ce récipient, puis le d~gagement de cet orifice pour permettre la coulée du métal liquide dans un second récipient métallurgique, par exemple dans une lingotière de coulée continue.
Un tel dispositif doit également permettre l'obturation partielle ou totale de cet orifice s'il faut limiter le dé~it ou interrompre la coulée du métal liquide.
Les dispositifs d'obturation les plus connus sont les quenouilles garnies d'un revetement réfractaire classique nécessitant un chauffage avant la coulée du métal pour éviter tout risque de solidification de celui-ci au contact de sa surface. Ces quenouilles sont de plus lourdes et difficiles à manipuler.
:
-` ` 1329977 Les dispositifs d'obturation utilisés actuellement sont les busettes à tiroir. Celles-ci donnent toute satisfaction pour ce qui concerne la fonction obturation avant et pendant la coulée et à la fin de celle-ci. Par contre, il peut arriver que, malgré les soins apportés à
préparer le récipient de coulée avant une coulée, il se forme dans l'orifice de coulée un bouchon de débris divers, de scories et/ou de métal solidifié empêchant la coulée du métal liquide ou limitant fortement celle-ci.
Un tel incident peut perturber gravement l'exploitation de l'atelier de coulée de métal liquide, en retardant la coulée du métal pendant le temps necessaire à
déboucher l'orifice de coulée obstrué, ou en prolongeant la durée de la coulée comme par exemple dans le cas d'une installation de coulée continue de métal liquide à plusieurs lignes, si le responsable de la coulée décide de renoncer à
utiliser la ligne obstru~e et de n'utiliser que les autres lignes disponibles.
Si toutes les lignes sont obstruées, il peut arriver que le métal doive être coulé dans des lingotières de secours permettant sa solidification en lingots qui seront ensuite refondus.
Les incidents de non-débouchage sont donc toujours générateurs de coûts supplémentaires par perte de productivité.
La solution consiste d'une manière générale à
essayer de brûler à l'oxygène le magma incandescent formant .~.1 , .;
',. ;' ~ ` ~ '. ,' ~.'_.' ."
:`. ~ ' ' ' ` ' `
.. . . . . .
~ 1329~77 le bouchon qui obstrue l'orifice de coulée. Pour cela, on introduit dans cet orifice par la partie inférieure du récipient metallurgique, un tube métallique dans lequel on fait arriver un jet d'oxygène. Il se forme au contact du magma une flamme dont la chaleur fait fondre celui-ci. Cette opération est toujours très délicate. En effet, il arrive souvent qu'en faisant fondre le magma on détériore l'orifice de coulée et/ou le dispositif à tiroir. De plus, cette opération est dangereuse pour le personnel qui l'exécute.
Un tel mode de débouchage est rendu encore plu5 délicat lorsqu'on utilise sous le récipient métallurgique un tube de coulée destiné à éviter au métal liquide le contact de l'air et le risque d'oxydation, tout en limitant les projections. On a bien essayé de concevoir des tubes de coulée munis sensiblement dans leur axe d'un tuyau métallique par lequel on fait arriver de l'oxygène si le métal liquide ne coule pas par l'orifice de coul~e lorsqu'on ouvre le dispositif à tiroir. Mais le débouchage par le ;~
dessous du récipient métallurgique n'a jamais donné entière satisfaction.
Une autre solution est également proposée dans le US-A-g 667 858 pour éviter le bouchage de l'orifice de coulée d'un récipient métallurgique équipé d'un dispositif d'obturation du type busette à tiroir. Cette solution consiste ~ mettre du sable dans l'orifice de coul~e au-dessus du tiroir. Toutefois, lorsque l'on ouvre le tiroir, le sable coule et pollue le métal du récipient 1nférieur.
f~ ~ ' ' ; :: ---"`" 132~77 Il est ~galement connu dans la manière d'élaborer des aciers d'utiliser des quenouilles de récipients métallurgiques constituées d'un tube central creux métallique recouvert d'une protection réfractaire. Ces quenouilles sont destinées à injecter dans les bair.s d'acier liquide des gaz purifiants additionnés ou non de poudres afin de purifier le bain d'acier, afin de le refroidir, de le purger, et de réduire son écoulement à travers l'orifice de sortie. Ces gaz et ces poudres ont également pour but de refroidir ces quenouilles Elles ne sont pas conçues pour r~aliser les objectifs de la présente invention et ont un procédé d'utilisation à l'opposé de la pr~sente invention.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en créant une installation de coulée de métal liquide du type précité simple et efficace, permettant le préchauffage, l'obturation et le débouchage d'un orifice de coulée du récipient métallurgique, qui permette notamment, pour un faible co~t, l'élimination rapide et efficace d'un bouchon obstruant l'orifice de coulée.
Suivant l'invention, 1'installation est t', ~' caractérisée en ce ~u'elle comprend également un dispositif auxiliaire de préchauffage, d'obturation et de débouchage de l'orifice de coulée, placé au-dessus dudit orifice, et comportant un élément allongé destiné à être partiellement immergé dans le métal liquide et réalisé en un matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire frittable au contact du métal liquide, des moyens pour maintenir l'élément allongé sur l'orifice de coulée de façon à l'obturer avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans le récipient et pour soulever cet él~ment au-dessus de l'orifice de coulée, cet élement comportant au moins un conduit longitudinal débouchant au droit et/ou dans la proximité de l'orifice de coulée et qui est raccordé à au moins une source de ~az sous pression permettant le préchauffage et/ou le débouchage dudit orifice. -Ce dispositif, qui n'intervient qu'à titre auxiliaire pour le préchauffage et/ou l'obturation de l'orifice de coulée en début de coulée, peut être simple et donc léger et économique. Ce dispositif par sa seule pr~sence sur l'orifice de coulée avant l'arrivée du métal liquide, limite également consldérablement le risque de voir des débris de toute sorte tomber dans l'orifice de coulée -pour l'obstruer. De plus, ce dispositif qui est placé sur l'orifice de coulée puis est soulevé légèrement au-dessus de celui-ci, permet, en cas de présence d'un éventuel bouchon, d'envoyer directement sur ce bouchon à très faible distance, ~ -donc avec une grande précision, un gaz oxydant, tel que par .
exemple de l'oxygène ou tout autre gaz enrichi à l'oxygène, oxydant et/ou-réducteur, pour faire fondre ce bouchon. Le fait que l'élément allongé soit de préférence en materiau susceptible de fritter au contact du métal li~uide permet à
:: ~
celui-ci de conserver sa cohésion mécanique pendant toute la ~-durée de son séjour dans ce métal liquide. -~ ~;
` 13~9~77 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le matériau isolant réfractaire, frittable au contact du métal liquide, est composé de particules inorganiques réfractaires, telles que de la silice et/ou de l'alumine et/ou de la magn~sie, et éventuellement de fibres organiques et/ou réfractaires, agglomérées à l'aide d'un liant organique et/ou inorgani~ue, susceptibles de fritter au contact du métal liquide.
Etant donné que ce matériau a une densité et une conductibilité thermique nettement inférieures à celles des réfractaires classiques, ce matériau ne necessite aucun préchauffage et ne risque pas d'entrainer une solidification du métal liquide à son contact.
De plus, ce matériau reste légèrement malléable après frittage, ce qui est favorable à une bonne obturation de l'orifice de coulée.
Enfin ce matériau est très économique et d'utilisation aisée.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le conduit est constitué au moins par un tube mé!tallique disposé longitudinalement à l'intérieur de l'élément allongé et débouchant à l'extrémité de cet élément située au-dessus de l'orifice de coulée, l'extrémité de ce tube opposée ~ l'orifice de coulée étant raccordée au moins par une tubulure ~ une source d'oxygène et/ou de gaz oxydant analogue et/ou de gaz réducteur sous pression, de gaz de barbotage, à un mécanisme d'amenée de poudres, de - . . .
.:: ~ : ~ :, :
: . ., : ~ . : ~ . :
-~ . - :
: .
~3~77 grains, de fil métallique.
La présence d'un tube métallique disposé
longitudinalement ~ l'intérieur de l'élément allongé permet une construction très simple de cet ~lément auquel le tube sert d'armature. Comme ~ignalé plus haut, le jet d'oxygène ou de ga~ enrichi débouchant à l'extrémité du tube et de l'élément allongé située au-dessus de l'orifice de coulée forme une flamme au contact du métal liquide et attaque à
très faible distance et donc avec une grande précision le magma obstruant l'orifice de coulée sans détériorer les parois de cet orifice ni les éléments de l'obturateur à tiroir ou rotatif. On peut également enflammer le gaz sortant de l'élément allongé à l'aidie d'une torche afin de préchauffer l'orifice de sortie ou à l'aide de tout autre dispostif d'allumage, tel que, par exemple, par un système d'électrodes.
Le Matériau dont est réalisé de préférence l'élément allongé étant à la fois réfractaire et isolant, ~:
l'épaisseur de ce matériau autour du tube métallique peut ZO être r~duite et cet élément allongé peut ainsi ~tre très léger comparé à une quenouille traditionnelle.
Selon un autres aspect de l'invention, le procédé
- ::
pour la mise en oeuvre d'une installation conforme à
l'invention comprend les ~tapes suivantes a) on met en place sur l'orifice de coul~e :~
l'élément allongé du dispositif auxiliaire ou principal de ~ :~
préchauffage, d'obturation et de débouchage, ~ 13299~7 b) on commence à remplir le récipient de métal liquide, c) lorsque le métal liquide atteint dans le récipient le niveau voulu, on ouvre le dispositif principal d'obturation, puis d) on soulève l`égèrement l'élément allongé du dispositif auxiliaire au-dessus de l'orifice de coulée, e) si le métal liquide ne s'écoule pas normalement par l'orifice de coulée, on commande l'arrivée du gaz oxydant dans le conduit de l'élément pour éliminer par fusion le bouchon formé dans l'orifice de coulée, f) dès que le métal s'écoule normalement par l'orifice de coulée, on relève complètement l'élément allongé.
D'autres particularités et avantages de l'invention appara~tront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une installation conforme ~ un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe analogue à la figure 1, l'élément allongé de l'installation selon l'invention étant soulevé au-dessus de l'orifice de coulée, et étant différent de celui représenté à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale ~,'7' ., . ' "' ~ ' ' ~ . : , , ' longitudinale de l'élément allongé d'une installation conforme à l'invention.
Dans le mode de réalisation de l'installation représenté à la figure 1 on voit en 1 un récipient métallurgique constitué par un répartiteur 1 d'une installation de coulée continue. Ce répartiteur 1 renfermant du métal liquide 2 tel que de l'acier fondu comprend une enveloppe extérieure en acier 3, garnie intérieurement d'un revetement réfractaire permanent 4 qui est lui-meme protégé
de préférence par un revetement isolant réfractaire 5.
Le répartiteur de coulée 1 comprend un orifice de -~
coulée 6 ménagé dans une busette de coulée 7 habituellement ~
en matière réfractaire. Sous l'orifice de coulée 6 du~ ~-répartiteur 1 est installé un dispositlf principal d'obturation 8 à tiroir 9. Dans l'exemple représenté, le dispositif principal d'obturation à tiroir 8 peut comporter une tubulure 10 permettant l'insufflation d'argon dans la busette 7 qui dans ce cas est en matière réfractaire poreuse. Sous le dispositif d'obturation à tiroir 8 est monté un tube de coulée 11.
L'orifice de coulée 6 du répartiteur 1 est équipé
d'un dispositif auxiliaire de préchauffage et~ou d'obturation et de d~bouchage 12, qui comprend principalement un élément allongé 13 disposé sensiblement verticalement sur l'orifice de coulée 6 de manière à
l'obturer.
L'él~ment 13 est traversé axialement par un tube ~5' ~ 132~977 m~tallique 23 qui lui sert d'armature.
L'élément allongé 13 peut être soulevé au-dessus de l'orifice de coulée 6 par un système connu quelconque manuel ou télécommandé.
Dans l'exemple représenté, ce dispositif de commande comprend un levier 14 articulé en 16 sur une b~quille 17 portée par l'enveloppe 3 du répartiteur 1. Le levier 14 est articulé d'une part à un collier 15 qui enserre la partie supérieure du tube 23 au-dessus de 1~ l'élément 13 et d'autre part à une biellette 18 guidée par un fourreau 20. La biellette 18 est commandée en translation par un levier de manoeuvre 21 articulé en 22 sur l'enveloppe 3.
Selon un mode de réalisation particulièrement simple de l'élément allongé 13 représenté à la figure 3, cet ; ;
élément comporte en son intérieur le tube métallique 23, en .
g~néral en acier ordinaire, par exemple un tube normalisé de diamètre nominal 1" (25,4 mm). Le tube 23 est fileté
extérieurement ~ son extrémité inférieure et viss~ dans un manchon fileté 24. L'extrémité du manchon 24 opposée au tube 23 est par exemple soud~e à une rondelle 25 munie en son centre d'un orifice circulaire 26 dans lequel est soudé
suivant l'axe du tube 23 un élément tubulaire 27 de diamètre inférieur à celui du tube 23. ~n 35, on a représenté une couche de matière isolante recouvrant la surface du bain d'acier liquide.
Dans l'exemple représenté à la figure 3, l'élément allongé 13 est compos~ de plusieurs parties annulaires 13a, ~1 :
~';~
i. .. ~-:~ ,. , - .. . . . .
r` :
13~9~77 13b, 13c embo~tées les unes sur les autres autour du tube métallique 23. Ces parties 13a, 13b, 13c peuvent être jointoyées les unes aux autres par exemple au moyen d'une colle réfractaire. On peut intercaler entre les parties annulaires 13c une ou plusieurs parties 13e d'un diam~tre plus important, notamment dans la zone des scories et/ou de la couche de matière isolants 35 recouvrant la surface du bain d'acier liquide (figure 1).
Par ailleurs, la partie 13a adjacente ~ l'orifice de coulée 6 présente une surface sphérique 13d déterminée pour pouvoir s'appliquer de facon étanche sur le bord tronconique 31a de la brique de siège 31 et sur le bord de ~;
la busette 7 logée dans celle-ci. ; ~-L'extrémité 28 du tube 23 opposée ~ l'orifice de coulée 6 est reliée à une source d'oxygène 30 sous pression par l'intermédiaire d'une tubulure souple 29.
On peut réaliser l'élément allongé 13 de plusieurs manières. Par exemple on assemble le tube 23 et le manchon 24, auquel ont été préalablement fixés la rondelle 25 et le troncon de tube 27, auquel on ajoute, éventuellement un bouchon poreux laissant passer les gaz, et on réalise en une seule opération le revêtement isolant réfractaire à la presse ou par filtration accélérée sous pression ou par aspiration a l'aide d'un matériau adéquat 34 d~crit ci-dessous. Le matériau 34 constituant les différentes parties13a, 13b, 13c de l'élément 13 est un matériau réfractaire et~ou isolant thermique réfractaire composé de particules : ~ -. ................. , -: ~ , : :
,,, : , .: . . ,; ~ ~ - ., _~ 13~9~77 inorganiques réfractaires, telles que de la silice et/ou de l'alumine, et/ou de la magnésie, ... et éventuellement des fibres organiques et~ou réfractaires, le tout étant aggloméré à l'aide de liants organiques et/ou inorganiques, succeptibles de fritter au contact du métal liquide 2.
La composition du matériau isolant thermique réfractaire et la granulométrie de ses constituants sont ajustées de manière que le frittage se produise, dans le cas de la métallurgie de l'acier, entre 800C et 1 500C.
Cependant, l'adjonction d'un liant minéral libère la composition des contraintes de frittage. La masse spécifique de ce matériau peut varier entre 0,5 et 2,9 kg~dm3 en fonction de la composition et de la granulométrie de ses constituants.
Pour faciliter la réalisation de l'élément allongé
13 en une seule opération, on peut revêtir au préalable les parois extérieures du tube 23, du manchon 24, de la rondelle 25 et du tronçon de tube 27 d'une colle facilitant - l'adhérence du matériau 34 au métal.
Une autre manière de réaliser l'élément 23 consiste ~ préparer séparément la partie d'extrémité 13a ayant sensiblement la forme d'une demi-sphère prolongée par un cylindre, puis à visser le tube 23 dans le manchon 24 et ~ enfiler ensuite sur le tube 23 les diverses parties tubulaires préfabriquées 13b, 13c.
La partie inférieure 13a destinée à obturer l'orifice de coulée 6, qui supporte la pression ''~
~, ....... ~. . .................. ~ .
:: :: :: ,.. ,, . .: ,. . .
: ~ -~ 1329~77 13 hydrostatique du metal liquide et s'appuie sur la périphérie de l'orifice de coul~e 6 comporte l'épaisseur maximale de matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire 34. Elle a par exemple un diamètre extérieur de 132 mm et une hauteur totale de 100 mm qui comprend la hauteur de l'évidement tronconique permettant l'emboitement, soit par exemple 15 mm, et la hauteur du manchon fileté 24, soit par exemple 52 mm, la partie supérieure du manchon affleurant le niveau du matériau réfractaire et~ou isolant réfractaire.
Les parties tubulaires supérieures 13b, 13c qui supportent un effort moindre, peuvent avoir une épaisseur plus faible de matériau 34 et avoir par exemple un diamètre extérieur de 75 mm environ pour un diamètre intérieur de l'ordre de 35 à 40 mm, et une hauteur unitaire de 150 mm.
Les parties 13a, 13b, 13c peuvent être réalis~es ~ ;
par exemple à la presse ou par filtration accélérée sous pression ou par aspiration. Elles peuvent être réfractaires et~ou isolantes réfractaires. Elles peuvent présenter un diamètrè plus important dans la zone des scories que les -~
éléments 13b et 13c.
On va maintenant décrire en référence aux figures 1, 2 et 3 le procédé pour la mise en oeuvre de l'installation selon l'invention dans le cas représenté où
le r~cipient est un répartiteur de coul~e continue.
Lorsque le répartiteur 1 comportant un dispositif auxiliaire 12 et un dispositif principal 8 est prêt pour une nouvelle coulée, on fixe l'élément allongé 13 neuf au bras ~ .:
-` 1329977 14. ~'élément 13 repose par son propre poids sur le fond du répartiteur 1 et on prend bien soin de centrer la partie inférieure 13a sphérique sur l'orifice de coulée 6.
L'élément 13 étant en place, on place le dispositif ~ tiroir 8 en position fermée. La seule présence de l'élément 13 sur l'orifice de coulée 6 va donc empêcher l'introduction de matières étrangères indésirables dans cet orifice.
On commence à remplir le répartiteur 1 de métal liquide. Au contact de ce dernier, ou du fait du rayonnement du métal liquide, le matériau isolant réfractaire 34 entourant l'~lément 13 commence à fritter. Ce frittage se poursuit à l'intérieur du matériau, au fur et à mesure de l'augmentation de la température à l'intérieur des parties 13a, 13b, 13c.
Grâce à ce frittage, la cohésion du matériau est maintenue, malgré la décomposition du liant. De plus, il a été constat~ que le métal liquide ne mouille pas la surface du matériau de l'élément 13, de sorte que le comportement de cet élément ne risque pas d'être perturbé par des adhérences de métal indésirables. Le matériau de l'élément 13 étant isolant, il n'y a pas solification de m~tal contre sa surface. En outre, le matériau 34 de l'élément 13 reste légèrement mall~able même après frittage, ce qui améliore encore les conditions d'obturation de l'orifice de coulée 6.
De préférence lorsque le métal liquide dans le répartiteur 1 atteint le niveau re~uis, on recouvre la surface du bain d'acier liquide d'une matière isolante 35 ~4~r, 5i ~--` 1329977 puis on ouvre le dispositif principal d'obturation à tiroir 8 puis, à l'aide des leviers 21 et 14 on soulève légèrement l'élément 13 au-dessus de l'orifice de coulée 6, comme représenté sur la figure 2. Si le métal s'écoule ` :
normalement, on peut lever l'~lément 13 jusqu'à sa position supérieure de dégagement et l'y maintenir par un dispositif quelconque de blocage (non repr~senté).
Si le métal ne s'écoule pas du tout on ne s'écoule pas normalement dans l'orifice de coulée 6, on abaisse de nouveau l'élément 13 sur cet orifice 6 et on souffle de l'oxygène par le tube 23 et le tronçon de tube 26 qui forme ~ :~
buse. Au contact du métal liquide, il se forme immédiatement une flamme 32 qui va faire fondre et disparaitre tout magma ~3 de métal et de matières étrangeres obstruant l'orifice de coulée 6.
Dès que le métal s'écoule normalement, on relève l'élément 13 dans sa position supérieure de dégagement et on l'y maintient. Puis on peut, lorsqu'un soufflage d'argon est :
prévu, ouvrir l'arrivée d'argon par la conduite lO dans la busette 7 pour chasser du voisinage de l'orifice 6 d'éventuelles impuretés. :`
Lorsque la coul~e est presque terminée, il est possible d'obturer l'orifice de coulée 6 au moyen de l'~lément allongé avant de commander la fermeture de la busette à tiroir 8. Si l'on ferme directement la busette à
tiroir, on risque l'accumulation au-dessus du tiroir 9 dans :
l'orifice 6 d'un magma d'acier et/ou de scorie et de poudre ~J.; : :
~ 13~9977 16 isolante qui risque de se solidifier dans l'orifice 6 et de rendre plus difficile le remplacement de la busette à tiroir 8 et celui de la busette 7. Au contraire, en procédant comme indiqué ci-dessus, on ferme la busette à tiroir 8 alors que l'orifice 6 est complètement dégagé. On peut ainsi interrompre la coulée avant le passage de scorie dans la busette sans risquer de compliquer la remise en état de l'installation avant une nouvelle coulée.
En fin de coulée, on déconnecte l'arrivée d'oxygène ou de gaz enrichis, etJou oxydant et/ou réducteur du tube 23, on démonte l'élément 13 et on le remplace par un élément neuf.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à
l'exemple décrit et on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Par exemple, l'invention n'est pas limitée à la métallurgie de l'acier et peut être utilisée pour tous les métaux liquides, en particulier l'aluminium, le cuivre et leurs alliages, pourvu que la composition et la granulométrie des matières constituant le matériau de l'élément 13 dont les parties 13a ou 13b ou 13c ou 13e sont isolantes réfractaires soient adaptées pour permettre un frittage de ce matériau au contact avec le métal liquide.
Ce matériau isolant réfractaire peut ~ volonté :
etre acide, basique ou neutre en fonction de la composition choisie suivant l'utilisation prévue. La charge totale du ou des constituants réfractaire~ de ce matériau peut atteindre . . . .
13~9977 99,5%, le pourcentage de fibres pouvant de son côté
atteindre 20% . De préférence, les parties isolantes réfractaires non soumises au frittage contiennent un liant minéral.
L'installation selon l'invention peut être adaptée par exemple à une poche de coulée et/ou à chaque orifice de coulée d'un répartiteur, la longueur de l'élément 13 étant adaptée aux conditions d'utilisation. La busette à tiroir peut 8tre remplacée par une busette ~ barillet.
Par ailleurs, le tube 23, le manchon ~4, la ;
rondelle 25, le tron~on du tube 27 peuvent être remplacés par des éléments ~quivalents assemblés par tous moyens connus.
Il va de soi, que l'on peut profiter du dispositif 12 pour introduire dans le bain d'acier par le tube 23 tous gaz et matériaux de traitement utiles (gaz de barbotage, poudres, grains, fils métalliques, etc.).
A~
- .
Claims (9)
1. Installation de coulée de métal liquide, comprenant un récipient métallurgique destiné à contenir du métal liquide, muni d'un orifice de coulée et comportant sous cet orifice un dispositif principal de fermeture et d'ouverture dudit orifice, caractérisée en ce qu'elle comprend également un dispositif auxiliaire de préchauffage, d'obturation et de débouchage de l'orifice de coulée, placé au-dessus dudit orifice, et comportant un élément allongé, destiné à être partiellement immergé dans le métal liquide et réalisé en un matériau réfractaire et/ou isolant réfractaire frittable au contact du métal liquide, des moyens pour maintenir l'élément allongé sur l'orifice de coulée de façon à
l'obturer avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans le récipient et pour soulever cet élément au-dessus de l'orifice de coulée, cet élément comportant au moins un conduit longitudinal débouchant au droit ou dans la proximité de l'orifice de coulée et qui est raccordé à au moins une source de gaz sous pression permettant le préchauffage et/ou le débouchage de l'orifice.
l'obturer avant et pendant le début de la coulée du métal liquide dans le récipient et pour soulever cet élément au-dessus de l'orifice de coulée, cet élément comportant au moins un conduit longitudinal débouchant au droit ou dans la proximité de l'orifice de coulée et qui est raccordé à au moins une source de gaz sous pression permettant le préchauffage et/ou le débouchage de l'orifice.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau isolant réfractaire frittable au contact du métal liquide comprend des particules inorganiques réfractaires telles que de la silice et/ou de l'alumine et/ou de la magnésie, et éventuellement des fibres organiques et/ou réfractaires, agglomérées à l'aide d'un liant organique et/ou inorganique, susceptibles de fritter au contact du métal liquide.
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le ou les conduits ménagés dans l'élément allongé sont constitués par un ou des tubes métalliques disposés longitudinalement à l'intérieur de l'élément allongé et débouchant à l'extrémité de cet élément située au-dessus et/ou dans la proximité de l'orifice de coulée, l'extrémité ou les extrémités de ce ou ces tubes opposées à l'orifice de coulée étant raccordées par une ou des tubulures à une source d'oxygène et/ou de gaz oxydant analogue et/ou de gaz réducteur sous pression, de gaz de barbotage, d'un mécanisme d'amenée de poudres, de grains, de fil métallique.
4. Installation conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément allongé est composé de plusieurs parties emboitées les unes dans les autres autour du tube métallique.
5. Installation conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que la partie de l'élément allongé adjacente à l'orifice de coulée comprend un manchon métallique qui est relié axialement par vissage à l'extrémité du tube métallique.
6. Installation conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrémité de l'élément allongé adjacente à l'orifice de coulée comprend un élément tubulaire métallique de diamètre inférieur à celui du tube métallique et relié axialement à ce dernier.
7. Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité de l'élément allonge adjacente à l'orifice de coulèe a une surface sensiblement sphérique.
8. Procédé pour la mise en oeuvre d'une installation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
a) on met en place sur l'orifice de coulée l'élément allongé du dispositif auxiliaire d'obturation et de débouchage, b) on commence à remplir le récipient de métal liquide, c) lorsque le métal liquide atteint dans le récipient le niveau voulu, on ouvre le dispositif principal d'obturation, puis d) on soulève légérement l'élément allongé du dispositif auxiliaire au-dessus de l'orifice de coulée, e) si le métal liquide ne s'écoule pas normalement par l'orifice de coulée, on commande l'arrivée du gaz oxydant et/ou réducteur dans le conduit de l'élément pour éliminer par fusion le bouchon formé dans l'orifice de coulée, f) dès que le métal s'écoule normalement par l'orifice de coulée on relève complètement l'élément allongé.
a) on met en place sur l'orifice de coulée l'élément allongé du dispositif auxiliaire d'obturation et de débouchage, b) on commence à remplir le récipient de métal liquide, c) lorsque le métal liquide atteint dans le récipient le niveau voulu, on ouvre le dispositif principal d'obturation, puis d) on soulève légérement l'élément allongé du dispositif auxiliaire au-dessus de l'orifice de coulée, e) si le métal liquide ne s'écoule pas normalement par l'orifice de coulée, on commande l'arrivée du gaz oxydant et/ou réducteur dans le conduit de l'élément pour éliminer par fusion le bouchon formé dans l'orifice de coulée, f) dès que le métal s'écoule normalement par l'orifice de coulée on relève complètement l'élément allongé.
9. Procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que, après l'étape a) et avant l'étape b), on préchauffe la zone de sortie du récipient métallurgique.
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