CA2295393A1 - Repartiteur de coulee continue des metaux, du type comportant au moins une torche a plasma pour le rechauffage du metal - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet une pièce en matériau réfractaire (28), de forme annulaire, destinée à être implantée dans un répartiteur de coulée continue des métaux (1) comportant une torche à plasma (18) pour le réchauffage du métal liquide (4), et dont la paroi interne (29) définit un espace évasé vers le bas comportant une ouverture supérieure (30) et une ouverture inférieure et autorisant la pénétration de (extrémité inférieure de ladite torche (18) dans ledit espace. L'invention a également pour objet un répartiteur de coulée continue des métaux (1) du type comportant au moins une torche à plasma (18) pour le réchauffage du métal liquide (4), et au moins un couvercle (24) traversé par ladite torche (18), caractérisé en ce qu'il comporte une pièce en matériau réfractaire (28) de forme annulaire telle que définie précédemment, ladite pièce (28) étant fixée audit couvercle (24), ou à la paroi réfractaire (3) dudit répartiteur (1) et/ou éventuellement à une ou des cloisons (10) délimitant un compartiment de réchauffage (13) à l'intérieur dudit répartiteur (1), et l'évasement de sa paroi interne (29) étant tourné en direction du fond du répartiteur (1).
Description
FEB. 8, 2000 2:09PM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P. 9/20 SOI. 96/082 RÉPARTITEUR DE COULÉE CONT~N~IJE DES MET,e~,U'~L, DU TYPE
COMPORT~'A,NT AU MOINS UNE TORCHE A PLAS1~A POUR LE
RECHAUFPA.GE DU MÉTAL
L'invention concerne le domaine de la coulée continue des métaux, tels que l'acier.
Elle concerne plus précisérnent les machines de coulée continue qui comportent une torche à plasma destinée à réchauffer le métal lors de son séjour dans le répartiteur.
Lors de l'opération de coulée continue, l'acier liquide contenu dans 1a poche de coulée, où sa composition a été ajustée, ne s'écoule pas directement dans la ou les 1o lingotières sans fond à parois refroidies où il amorce sa solidification.
Il transite d'abord dans un récipient appelé "répartiteur", intérieurement revêtu de réfractaires, dent les fonctions sont multiples. En premier lieu, 1e fond du répartiteur est muni d'un ou généralement plusieurs orifices dits "burettes" surplombant chacun une lingotiére, ce qui lui permet de distribuer le métal liquide dans les différentes lingotières alors même que la poche '' 15 de coulée ne comporte qu'un seul orifice d'écoulement du métal. D'autre part, le répartiteur constitue une réserve de métal qui permet, lorsqu'une poche est vidée, de continuer la coulée du métal pendant l'évacuation de la poche vide et la mise en place et l'ouverture d'une nouvelle poche. On peut ainsi couler sans interruption plusieurs poches successives (opération dite "coulée en séquence"). Enfin, le répartiteur cosxstitue un site privilégié pour 20 la décantation des inclusions non-métalliques indésirables présentes dans l'acier liquide, et ce d'autant plus que le temps de séjour moyen du métal y est plus élevé.
Sur certaines installations de coulée continue, on se donne la possibilité
d'agir sur la température de l'acier liquide au moyen d'un dispositif de réchauffage.
Cette action peut permettre:
zs - de diminuer l'amplitude des variations de la température de (acier liquide sortant du répartiteur pendant la coulée' une poche met en général plusieurs dizaines de minutes à
se vider, et pendant cette période (acier liquide qu'elle contient peut perdre quelques dizaines de degrés; un apport d'énergie dans le répartiteur, notamment en fin de coulée, permet de compenser au moins en partie ces pertes thermiques, de manière à
limiter les 3o variations de la température du métal sortant du répartiteur dans urte plage de quelques degrés pendant l'ensemble de la coulée;
- d'abaisser la température à imposer au métal lors des étapes antérieures de son élaboration, d'où un gain de productivité de l'aciérie (on peut raccourcir les périodes de réchauffage du métal lors du traitement au convertisseur, au four électrique ou au four-35 poche) ef des économies sur la consommation des matériaux réfractaires revëtant les divers récipients métallurgiques.
De maniëre générale, cette maîtrise accrue de la température rend plus aisée l'obtention, d'une température de l'acier en répartiteur relativement proche de la température de Liquidus de la nuance coulée. L'écart entre ces deux températures est appelé "surchauffe".
FEB, 8. 2000 2:09PM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P, 10/20
COMPORT~'A,NT AU MOINS UNE TORCHE A PLAS1~A POUR LE
RECHAUFPA.GE DU MÉTAL
L'invention concerne le domaine de la coulée continue des métaux, tels que l'acier.
Elle concerne plus précisérnent les machines de coulée continue qui comportent une torche à plasma destinée à réchauffer le métal lors de son séjour dans le répartiteur.
Lors de l'opération de coulée continue, l'acier liquide contenu dans 1a poche de coulée, où sa composition a été ajustée, ne s'écoule pas directement dans la ou les 1o lingotières sans fond à parois refroidies où il amorce sa solidification.
Il transite d'abord dans un récipient appelé "répartiteur", intérieurement revêtu de réfractaires, dent les fonctions sont multiples. En premier lieu, 1e fond du répartiteur est muni d'un ou généralement plusieurs orifices dits "burettes" surplombant chacun une lingotiére, ce qui lui permet de distribuer le métal liquide dans les différentes lingotières alors même que la poche '' 15 de coulée ne comporte qu'un seul orifice d'écoulement du métal. D'autre part, le répartiteur constitue une réserve de métal qui permet, lorsqu'une poche est vidée, de continuer la coulée du métal pendant l'évacuation de la poche vide et la mise en place et l'ouverture d'une nouvelle poche. On peut ainsi couler sans interruption plusieurs poches successives (opération dite "coulée en séquence"). Enfin, le répartiteur cosxstitue un site privilégié pour 20 la décantation des inclusions non-métalliques indésirables présentes dans l'acier liquide, et ce d'autant plus que le temps de séjour moyen du métal y est plus élevé.
Sur certaines installations de coulée continue, on se donne la possibilité
d'agir sur la température de l'acier liquide au moyen d'un dispositif de réchauffage.
Cette action peut permettre:
zs - de diminuer l'amplitude des variations de la température de (acier liquide sortant du répartiteur pendant la coulée' une poche met en général plusieurs dizaines de minutes à
se vider, et pendant cette période (acier liquide qu'elle contient peut perdre quelques dizaines de degrés; un apport d'énergie dans le répartiteur, notamment en fin de coulée, permet de compenser au moins en partie ces pertes thermiques, de manière à
limiter les 3o variations de la température du métal sortant du répartiteur dans urte plage de quelques degrés pendant l'ensemble de la coulée;
- d'abaisser la température à imposer au métal lors des étapes antérieures de son élaboration, d'où un gain de productivité de l'aciérie (on peut raccourcir les périodes de réchauffage du métal lors du traitement au convertisseur, au four électrique ou au four-35 poche) ef des économies sur la consommation des matériaux réfractaires revëtant les divers récipients métallurgiques.
De maniëre générale, cette maîtrise accrue de la température rend plus aisée l'obtention, d'une température de l'acier en répartiteur relativement proche de la température de Liquidus de la nuance coulée. L'écart entre ces deux températures est appelé "surchauffe".
FEB, 8. 2000 2:09PM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P, 10/20
2 D'un point de vue métallurgique, une basse surchauffe est favorable à
l'obtention d'un produit solidifié présentant dans sa section de faibles ségrégations en éléments d'alliage tels que le carbone, le manganèse et le soufre, et donc une bonne homogénéité de ses propriétés mécaniques. Cet avantage est particulièrement important lorsque l'on coule des nuances d'acier fortement chargées en éléments d'alliage. D'autre part, une basse surchaufJ:'e permet de raccourcir la durée de la solidification du produit: on peut en profiter pour couler le produit à une vitesse plus élevée, d'où un gain de productivité de (aciérie, ou pour construire une machine de coulée continue relativement connpacte, d'où une économie sur les investissements à mettre en jeu.
lo Un premier mode d'apport d'énergie thermique au métal transitant dans le répartiteur consiste à faire dé&ler au moins une partie dudit métal à
l'intérieur d'un, canal entouré par un inducteur de caractéristiques appropriées, les courants induits dans le métal provoquant son réchauffement par effet Joule. Cette solution est assez Coûteuse, et I'encombremezzt de l'inducteur la rend difficilement applicable aux installations de petite 1s taille, ou qui n'ont pas été initialement conçues pour en être équipées.
Une autre solution consiste à implanter au-dessus du métal en répartiteur une, voire plusieurs torches à plasma. Le document WO 95/32059 notamment démit un répartiteur ainsi équipé. On rappelle que le principe de fonctionnement d'une torche à
plasma consiste à insuffler sur le matériau à réchauffer un gaz sous pression (gaz 2o plasmagène), tel que de l'azote ou de l'argon, auquel on fait traverser un arc électrique créé
entre une cathode et une anode. Le gaz est ainsi partiellement ionisé et est porté à très haute température (4000 à 15000 K). ll possède une conductivité thermique et un pouvoir de rayonnement très élevés, qui Ie rendent apte à réaliser des transferts thermiques rapides et intenses avec le matériau à réchauffer. En faisant varier la pression du gaz et (intensité du zs courant, il est aisé d'obtenir les puissances de plusieurs centaines de kW
nécessaires au -" réchauffage de l'acier en répartiteur, tout en conservant à la torche un eneombreznent suffisamment réduit pour rendre possible son implantation même sur un répartiteur de taille réduite. Deux conceptions de torche peuvent être utilisées pour cette applicatiozt. Dans les torches à plasma "soufrlé", la cathode et l'anode sont toutes deux intégrées à
la torche. Dans 3o les torches à plasma "transféré", seule la cathode est intégrée à la torche, et L'anode est constituée par le métal liquide à réchauffer. A cet effet, la sole du répartiteur renferme un élément conducteur de l'êlectricité qui est mis au contact du métal liquide pendant la coulée et connecté à la borne positive de l'alimentation électrique de la torche. Il est également possible de prévoir des polarisés inverses de celles précédemment précisées.
35 La zone du répartiteur dans laquelle la torche est implantée doit être recouverte par un couvercle revêtu intérieurement de réfractaire. Ce couvercle permet d'éviter que Ie rayonnement de l'arc ne vienne aveugler le personnel travaillant sur l'installation. D'autre part, il est impératif que la torche agisse sur du mëtal liquide nu, donc non recouvert par la poudre thermoisolante qu'il est habituel de répandre sur sa surface pour le protéger des FEB, 8,2000 2:lOPM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0.3696 P, 11/20
l'obtention d'un produit solidifié présentant dans sa section de faibles ségrégations en éléments d'alliage tels que le carbone, le manganèse et le soufre, et donc une bonne homogénéité de ses propriétés mécaniques. Cet avantage est particulièrement important lorsque l'on coule des nuances d'acier fortement chargées en éléments d'alliage. D'autre part, une basse surchaufJ:'e permet de raccourcir la durée de la solidification du produit: on peut en profiter pour couler le produit à une vitesse plus élevée, d'où un gain de productivité de (aciérie, ou pour construire une machine de coulée continue relativement connpacte, d'où une économie sur les investissements à mettre en jeu.
lo Un premier mode d'apport d'énergie thermique au métal transitant dans le répartiteur consiste à faire dé&ler au moins une partie dudit métal à
l'intérieur d'un, canal entouré par un inducteur de caractéristiques appropriées, les courants induits dans le métal provoquant son réchauffement par effet Joule. Cette solution est assez Coûteuse, et I'encombremezzt de l'inducteur la rend difficilement applicable aux installations de petite 1s taille, ou qui n'ont pas été initialement conçues pour en être équipées.
Une autre solution consiste à implanter au-dessus du métal en répartiteur une, voire plusieurs torches à plasma. Le document WO 95/32059 notamment démit un répartiteur ainsi équipé. On rappelle que le principe de fonctionnement d'une torche à
plasma consiste à insuffler sur le matériau à réchauffer un gaz sous pression (gaz 2o plasmagène), tel que de l'azote ou de l'argon, auquel on fait traverser un arc électrique créé
entre une cathode et une anode. Le gaz est ainsi partiellement ionisé et est porté à très haute température (4000 à 15000 K). ll possède une conductivité thermique et un pouvoir de rayonnement très élevés, qui Ie rendent apte à réaliser des transferts thermiques rapides et intenses avec le matériau à réchauffer. En faisant varier la pression du gaz et (intensité du zs courant, il est aisé d'obtenir les puissances de plusieurs centaines de kW
nécessaires au -" réchauffage de l'acier en répartiteur, tout en conservant à la torche un eneombreznent suffisamment réduit pour rendre possible son implantation même sur un répartiteur de taille réduite. Deux conceptions de torche peuvent être utilisées pour cette applicatiozt. Dans les torches à plasma "soufrlé", la cathode et l'anode sont toutes deux intégrées à
la torche. Dans 3o les torches à plasma "transféré", seule la cathode est intégrée à la torche, et L'anode est constituée par le métal liquide à réchauffer. A cet effet, la sole du répartiteur renferme un élément conducteur de l'êlectricité qui est mis au contact du métal liquide pendant la coulée et connecté à la borne positive de l'alimentation électrique de la torche. Il est également possible de prévoir des polarisés inverses de celles précédemment précisées.
35 La zone du répartiteur dans laquelle la torche est implantée doit être recouverte par un couvercle revêtu intérieurement de réfractaire. Ce couvercle permet d'éviter que Ie rayonnement de l'arc ne vienne aveugler le personnel travaillant sur l'installation. D'autre part, il est impératif que la torche agisse sur du mëtal liquide nu, donc non recouvert par la poudre thermoisolante qu'il est habituel de répandre sur sa surface pour le protéger des FEB, 8,2000 2:lOPM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0.3696 P, 11/20
3 réoxydations atmosphériques et arrêter son rayonnement. Le couvercle, sous lequel on peut insuffler un gai neutre tel que de l'argon en plus du gaz plasmagèae (ou à sa place pendant les périodes où la torche n'est pas utilisée), permet de conserver dans le voisinage de la torche une atmosphère pratiquement exempte d'oxygène, donc non polluante pour Ie métal liquide.
Les réfractaires revêtant le répartiteur et son couvercle reçoivent une part importante du rayonnement de l'arc énnis par la torche, et leur surface est, de ce fait, portés à des températures très élevées qui peuvent être supérieures â 1800°C
lorsque la torche est utilisée à forte puissance. A ces températures, la magnésie ou l'alumine, qui sont les lo matériaux habituellement utilisés, parvient â son point de fusion, et les revêtements se détériorent rapidement, ce qui. oblige notamment à restaurer trop fréquemment le revêtement du couvercle. De plus; le réfractaire devenu liquide tend à couler sur la surface du bain métallique, où il forme une croûte isolante qui gêne les transferts thermiques entre le plasma .et le métal, et peut même finir par provoquer le désamorçage de l'arc (dans le cas t5 d'une torche â plasma transféré). Ce réfractaire fondu peut aussi couler à
partir du couvercle sur le tube métallique entourant la torche et le dégrader. On est donc forcé
de trouver un point de fonctionnement de la torche qui réalise un compromis outre un réchauiiage du métal suffsant et une détêrioration des réfractaires tolérable, au détriment de (efficacité du réchau$'age que pourrait théoriquement offrir la torche.
2o On peut concevoir de réaliser les revêtements du répartiteur et du couvercle en un matériau réfractaire possédant une température de fusion encore plus élevée que les matériaux classiques, par exemple en carbure de silicium ou en une céramique.
Mais comme le revêtement du répartiteur doit être intégralement renouvelé entre chaque coulée ou entre chaque séquence, cela augmenterait considérablement le coût d'utilisation de l'installation, et 25 annulerait une grande partie des avantages économiques procurés par la torche.
Le but de l'invention est de proposer un moyen économique pour limiter les détériorations du revêtement réfractaire du répartiteur et du couvercle dans la zone d'action de la torche à plasma, sans compromettre l'efficacité du réchauffage du métal par cette mëme torche.
3o A cet effet, l'invention a pour objet une pièce en matériau réfractaire, de forme annulaire, destinée à être implantée dans un répartiteur de coulée continue des métaux comportant au moins une torche à plasma pour le réchauffage du métal liquide, et dont la paroi interne définit un espace évasé vers le bas corztportant une ouverture supérieure et une ouverture inférieure et autorisant la pénétration de l'extrémité inférieure de ladite torche 35 dans ledit espace.
L'invention a également pour objet un répartiteur de coulée continue des métaux du type comportant au moins uné torche à plasma pour le réchauffage du métal liquide, et au moins un couvercle tra~.ersé par ladite torche, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce en matériau réfractaire de forme annulaire telle que définie précédemment, ladite pièce étant FEB, 8, 2000 2: IOPM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P. 12/20
Les réfractaires revêtant le répartiteur et son couvercle reçoivent une part importante du rayonnement de l'arc énnis par la torche, et leur surface est, de ce fait, portés à des températures très élevées qui peuvent être supérieures â 1800°C
lorsque la torche est utilisée à forte puissance. A ces températures, la magnésie ou l'alumine, qui sont les lo matériaux habituellement utilisés, parvient â son point de fusion, et les revêtements se détériorent rapidement, ce qui. oblige notamment à restaurer trop fréquemment le revêtement du couvercle. De plus; le réfractaire devenu liquide tend à couler sur la surface du bain métallique, où il forme une croûte isolante qui gêne les transferts thermiques entre le plasma .et le métal, et peut même finir par provoquer le désamorçage de l'arc (dans le cas t5 d'une torche â plasma transféré). Ce réfractaire fondu peut aussi couler à
partir du couvercle sur le tube métallique entourant la torche et le dégrader. On est donc forcé
de trouver un point de fonctionnement de la torche qui réalise un compromis outre un réchauiiage du métal suffsant et une détêrioration des réfractaires tolérable, au détriment de (efficacité du réchau$'age que pourrait théoriquement offrir la torche.
2o On peut concevoir de réaliser les revêtements du répartiteur et du couvercle en un matériau réfractaire possédant une température de fusion encore plus élevée que les matériaux classiques, par exemple en carbure de silicium ou en une céramique.
Mais comme le revêtement du répartiteur doit être intégralement renouvelé entre chaque coulée ou entre chaque séquence, cela augmenterait considérablement le coût d'utilisation de l'installation, et 25 annulerait une grande partie des avantages économiques procurés par la torche.
Le but de l'invention est de proposer un moyen économique pour limiter les détériorations du revêtement réfractaire du répartiteur et du couvercle dans la zone d'action de la torche à plasma, sans compromettre l'efficacité du réchauffage du métal par cette mëme torche.
3o A cet effet, l'invention a pour objet une pièce en matériau réfractaire, de forme annulaire, destinée à être implantée dans un répartiteur de coulée continue des métaux comportant au moins une torche à plasma pour le réchauffage du métal liquide, et dont la paroi interne définit un espace évasé vers le bas corztportant une ouverture supérieure et une ouverture inférieure et autorisant la pénétration de l'extrémité inférieure de ladite torche 35 dans ledit espace.
L'invention a également pour objet un répartiteur de coulée continue des métaux du type comportant au moins uné torche à plasma pour le réchauffage du métal liquide, et au moins un couvercle tra~.ersé par ladite torche, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce en matériau réfractaire de forme annulaire telle que définie précédemment, ladite pièce étant FEB, 8, 2000 2: IOPM SWABEY OGILVY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P. 12/20
4 fixée audit couvercle, ou à la paroi ré&actaire dudit répartiteur et/ou éventuellement à une ou des cloisons délimitant un compartixx~.ent de réchaufl"age à l'intérieur dudit répartiteur, et l'évasement de sa paroi interne étant tourné en direction du fond du répartiteur.
Comme on (aura compris, l'invention consiste à fixer au répartiteur ou à son couvercle une piëce annulaire en ré&actaire dont la paroi intérieure entoure l'e7ctrémité de la torche à plasma et dévie en direction du métal le rayonnement qu'elle reçoit.
Cette pièce armulaire protège les revêtements du répartiteur et du couvercle, et peut être la seule partie du répartiteur à être réalisée en un matériau' possédant une résistance particulièrement élevée au rayonnement de l'arc. Elle peut être conçue pour être utilisée pendant une coulée ou une séquence unique et être donc changée à chaque réfection du revêtement du répartiteur. Elle peut aussi, notamment si elle est e~n céramique, être récupérable et utilisable pendant plusieurs coulées ou plusieurs séquences.
Un autre avantage notable de cette pièce annulaire est que le renvoi vers le métal liquide du rayonnement de L'arc qu'elle reçoit permet d'améliorer le rendement thermique de la torche à plasma en augmentant la part du rayonnement qui parvient effectivement au métal.
L'invention sera mieux comprise à la lecture ,de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes:
- les figures 1 a et 1 b qui montrent respectivement vu de dessus et de profil en coupe transversale selon Ib->:b un exemple de répartiteur de coulée continue de (acier selon l'art antérieur;
- les figures 2a et 2b qui montrent vu de dessus et de pro~tl en coupe transversale selon IIb-ITb le mème répartiteur, modifié selon l'iwention;
- la figure 3 qui montre vu de profil en coupe longitudinale un autre exemple de 2s répartiteur selon l'invention.
Les figures i a et x b montrent un répartitew de coulée continue de (acier 1 selon l'art antérieur. Dans l'exemple représenté, qui n'est bien sûr pas limitatif, il permet d'alimenter une machine de coulée continue (non représentée) équipée de deux lingotières. Il comporte une carcasse métallique extérieure 2, revétue intérieurement d'un réfractaire 3.
3o L'espace intérieur du répartiteur 1 a une formé évasée vers le haut pour permettre après la coulée une dépose facile . dû revêtement réfractaire 1 par simple renversement du répartiteur 1. L'acier liquide 4 (non représenté sur la figure I a) parvient daeas le répartiteur 1 en provenance d'une poche non représentée, et y est introduit par (intermédiaire d'un tube en réfractaire 5 connecté à l'ori#ice de sortie de la poche. Ce tube S protège l'acier liquide 4 3s contre les réoxydations atmosphériques. La vidange de l'acier liquide 4 dans les lingotières non représentées s'effectue par des burettes 6, 6'. lies tubes en réfractaire 7 connectés aux burettes 6, 6' protègent l'acier liquide 4 contre les réoxydations atmosphériques lors de son uajet entre le répartiteur 1 et la lingôtière qui correspond à chaque burette 6, 6'.
FEB, 8, 2000 2:lOPM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P. 13/20 s L'exemple de répaztiteur 1 représenté est de forme génêrale rectangulaire et est divisé intérieurement en quatre compartiments par des parois réfractaires 8, 9, 10. Deux parois 8, 9 sont orientées perpendiculairement aux gramds côtés du répartiteur 1; la paroi IO
est orientée parallèlement aux grands côtés du répartiteur et relie les deux autres parois 8, 9.
Les parois 8, 9, 10 délimitent d'abord un premier compartiment I1 d'arrivée du métal liquide 4, dans lequel débouche le tube S connecté à !a poche. L'acier liquide 4 traverse ensuite la paroi 10 qui, à cet effet, est perforée par une conduite 12, et pénètre ainsi dans un deuxième compartiment 13 qui, dans l'exemple représenté, constitue une excroissance latérale du répartiteur 1 située face au tube 5 d'arrivée du métal liquide 4.
Comme on le io verra, c'est dans ce deuxième compartiment 13 que l'acier liquide 4 est réchaufFé. Il passe ensuite dans les troisième et quatrième compartiments 14 et 15, grâce à des conduites 16, 17 qui perforent les parois 8, 9, 10. C'est dans ces compartiments 14, 15 que se situent les busettes 6, 6' surplombant les lingotières de la machine de coulée continue.
=Le dispositif de réchauffage de l'acier liquide 4 comporte une torche à
plasma 18 d'un type connu en lui-même: Schëmatiquement, elle comporte une cathode I9 en un matériau tel que du tungstène thorié, reliée au pôle négatif du générateur alimentant la torche, et entourée par une enveloppe métallique 20, par exemple en cuivre, qui peut jouer le rôle d'anode. bans le cas où la torche x9 est du type à plasrrta transféré
comme dans l'exemple représenté, l'enveloppe métallique 20 ne se comporte en anode qu'à
foccasiort de l'amorçage de l'arc; mais si la torche est du type à plasma soufflé, cette enveloppe métallique 20 est constamment reliée au pôle positif du générateur alimentant la torche.
Entre l'enveloppe 20 et la cathode 19 on imsuffle le gaz plasmagène qui peut être de l'argon, ou éventueilememt de l'azote si Ia muance d'acier coulée peut tolérer une teneur en aaote relativement élevée. Dans la sole 21 du répartiteur 1 est implantée une anode 22 constituée, zs par exemple, par une barre en acier refroidie sur une partie au moins de sa longueur, et connectée au pôle positif du gémérateur alimentant la torche. Entre Ia cathode I9 et le métal liquide 4 qui est au contact de l'anode 22 se crée donc un a,rc électrique 23 dans lequel passe le gaz plasmagène, de manière à réchauffer (acier liquide 4 présent dans le deuxième compartiment 13, qu'on appellera "compartiment de réchauffage".
3o ïI est nécessaire de coiffer le compartiment de 'réchauffage 13 par un couvercle 24 (non représenté sur la figure la) que traverse la torche 18. Ce couvercle. 24 est rev6tu intézieurement d'une couche de réfractaire 25, afin que fart électrique 23 ne vienme pas aveugler le personnel travaillânt à proximité de la machine de coulée_ De plus, ce couvercle 24 permet de conFner fatmosphére environnant le compartiment de réchauffage 13 en le 3s mettant à l'abri de l'atmosphère extérieure et en permettant de conserver au-dessus du métal liquide 4 l'argon injecté par la torche 18. On supprimae ainsi les réoxydativrts atmosphériques qui, sans cela, se produiraient inévitablement, d'autant plus que dans ce compartiment de réchauffage 13, il n'est pas possible de recouvrir la surface du métal liquide 4 par une poudre isolante çui gênerait les transferts thermiques et électriques entre la torche I8 et le FEB, 8,2000 2:11PM ,SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0,3696 P, 14/20 métal 4. Une telle poudre 26 est présente à la surface du métal liquide 4 dans les autres compartiments 11, 14, 15 du répartiteur. Au moins pendarn les périodes où la torche 18 n'est pas utilisée, on peut également injecter de l'argon sous le couvercle 24 à travers un orifice 27.
Comme on fa dit, avec un rpartiteur ainsi configur, le rayonnement de fart lectrique 23 provoque une usure rapide du rfractaire 3 recouvrant le rcpartiteur 1 dans le compartirz~ent de rchauffage 13, de la' paroi 10 et des rfractaires 25 revtant le couvercle 24. Cette usure peut, terme, alter jusqu' leur fusion super$cielle, avec tous les problmes prcdemment voqus qu'elle entrane. u faudrait donc raliser (intgralit des lo rfractaires exposs Pare 23 en un matriau prsentant une rsistance trs leve son rayonnement, avec tous les cots supplmentaires que cela entranerait.
Le rpartiteur selon l'invention reprsent sur les figures 2a ~ et 2b est un perfectionnement du rpartiteur prcdent (leurs lments communs sont dsigns par les mmes rfrences sur les tgures 1 et 2), dans lequel le problme ci-dessus est rsolu de faon conomique. A cet effet, on a plac dans le compartiment de rchauffage 13 du rpartiteur 1 une pice annulaire 28 ~ en un matriau rfractaire prsentazlt une rsistance leve au rayonnement de l'arc lectriqe 23. Dans (exemple reprsent, cette pice annulaire 28 prend appui sur le revtement rfractaire 3 de la carcasse du rpartiteur 1 et sur la paroi 10 qui spare le compartiment de rchauffage 13 du compartiment 11 d'arrive de l'acier liquide 4 dans le rpartiteur 1. On pourrait galement la rendre solidaire du revtement 25 du couvercle 24. La paroi interne 29 de la pice annulaire 28 prsente une forme tronconique, et a sa pente incline tourne en direction de ta surface du mtal liquide 4. Le placement et les dimensions de ~ cette pice annulaire 28 sont tels que l'extrmit infrieure de la torche plasma 18 , lorsqu'elle est en service, est situe en-dessous de (ouverture supriere 30 de la pice annulaire 28, et de prfrezace sensiblement plus bas que ladite ouverture suprieure 30. D cette faon, la partie du rayonnement de l'arc lectrique 23 qui, normalement, viendrait frapper la cloison 10 et les rfractaires 3, 25 revtarxt le compartiment de rchauffage 13 et le couvercle 24 est trs majoritairement arrte par la paroi interne 29 de la pice annulaire 28, et est renvoye en direction du mtal liquide 4 prsent dans le compartiment . de ~ rchauffage 13.
On prolonge ainsi considrablement Ia dure de vi des rfractaires 2S du couvercle ~24, et on attnue de mme la dgradation au cours de la coule des rfrctaires 3 revtant les parois du rpartiteur et de la cloison 10 dans le compartiment de rchauffage 13. On a pu ainsi faire passer la dure d'utilisation du revtement 2S du couvercle 24 de 20-30 heures plus de 100 heures. La pice annulaire 28 tait en alumine tabulaire. Dans les mmes conditions, on a constat qu' puissance d'utilisation de la torche gale (environ 300 kVl~, on pouvait augmenter de 14C
la temprature de l'acier liquide 4 dans le compartiment de rchauffage 13, contre 10C
lorsqu'on n'tilise pas la pice annulaire 28. Cette amlioration est due la moindre dgradation des rfractaires qui rduit la formation d'une crote la surface du rxztal liquide FEB, 8.2000 2:11PM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0,3696 P. 15/20 4, mais aussi au fait que la pièce annulaire 28 telle qu'elle est configurée renvoie directement sur ladite surface la part du rayonnement de l'arc qui, norrnalément, viendrait frapper le revêtement 25 du couvercle 24 et le revêtement 3 du répartiteur I, et ne parviendrait sur le métal liquide 4 qu'après avoir été atténuée par de multiples réflexions.
s La pice annulaire 28 selon l'invention est en un rfractaire massif capable de rsister au rayonnement de l'arc 23 pendant toute la dure de l'utilisation du rpartiteur 1 et de son revtement 3, soit une coule d'une poche unique ou une coule en squence de plusieurs poches conscutives. I7es rzaatriaux tels que l'alumine tabulaire, l'alumine spinelle, le carbure de silicium sont bien adapts cet usage. L'utilisation de la pice annulaire 28 x0 vite de devoir revtir l'ensemble du compartiment de rchauage 13 du rpartiteur 1 et son couvercle 24 avec de tels rfractaires, et diminue ainsi le cotlt global des rfractaires de l'installation. De plus, si on utilise un matriau prsentant une rsistance su rayonnement particulirement leve, par exemple une cramique dont la temprature de fusion est de l'ordre de 2000C, on peut envisager que la pice annulaire puisse tre rutilisable aprs 15 avoir t spare du revtement du rpartiteur usag. Une cramique aurait, en outre, l'avantage d'avoir un excellent pouvoir de rflexion du rayonnement de l'arc 23, ce qui amliorerait encore les performances thermiques de l'installation.
La forme intrieure et extrieure de la pice annulaire 28 reprsente sur la figure 2 n'est, bien entendu, qu'un exemple. Il est clair que son espace intrieur peut avoir, par zo exemple, la forme d'un tronc de pyramide et non d'un tronc de cne. Sa forme extrieure est, de mme, adapter la gomtrie du compartlineztt de rchauffage 13 du rpartiteur 1.
Le rpartiteur selon l'invention reprsent sur la fiigure 3 constitue un exemple d'adaptation de l'invention un rpartiteur 31 de forme gnrale strictement rectangulaire, dans lequel il n'est ps possible, pour- des raisons d'encombrement, de mnager un zs compartiment de rchauffage unique par lequel transiterait l'ensemble du mtal coul, comme dans l'exerrrple des figures 1 et 2. rl est pourw, comme Ie rpartiteux 1 prcdent, de deux busettes 32, 32', prolonges chacune par un tube en rfractaire 33, 33' qui plonge dans une lingotire non reprsente. Le rpartiteur 3I est aliment en acier liquide 34 par un tube rfractaire 35 connect par son extrmit suprieure une poche non reprsente.
3o L'acier liguide 34 sortant du tube 35 dbouche dans un compartiment central 36 matrialis par une premire paire de cloisons en rfractaire 37, 3T barrant le rpartiteur 31 sur toute sa largeur et situes de part et d'autre du tube 35. Ces premires cloisons 37, 3T sont munies de perforations 38, 38' qui permettent le passage de l'acier liquide 34 dans deux compartiments de rchauffage 39, 39' contigus au compartiment central 3b. Ces 3s compartiments de rchauffage 39, 39' sont chacun dlimits par l'une des premires cloisons 37, 3T et par une autre cloison en rfractaire faisant partie d'une seconde paire 40, 40'. Ces secondes cloisons 40, 40' sont munies de perforations 41, 41' permettant le passage de l'acier liquide 34 dans les compartiments de coule 42, 42' o se trouvent les bu5ettes 32 , 32'. Les compartiments de rchauffage 39, 39' sont chacun co~s d'un couvercle 43, 43' FEB. 8,2000 2:12PM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0.3696 P, 16/20 s revêtu de réfractaire et traversé par une torche à plasma 44, 44' d'un type similaire à celui précédemment décrit_ Dans le cas où, comme,représenté, ces torches 44, 44' sont du~type à
plasma transféré, la sole 45 du répartiteur 31 est traversée, au droit des compartiments de réchauffage 39, 39', par des anodes 46, 46' similaires à celles décrites précédemment. On peut ainsi établir dans les compartiments de réchauffage 39, 39' entre les torches 44, 44' et l'acier liquide 34 des arcs électriques 47, 4T qui, en coopération avéc le gaz plasmagène insufflé dans par les torches 44, 44', réchaufierit Ie. métal Liquide 34. Le métal liquide 34 se trouvant dans le répartiteur, est recouvert d'une couche de poudre de couverture 48, sauf dans les compartiments de réchauffage 39, 39' où elle gënerait le fonctionnement des l0 torches 44, 44', A ce sujet, les emplacements des diverses perforations 38, 38', 41, 41' des cloisons 37, 3T, 40, 40' sont choisis de manière à. éviter, en cours de coulée, le passage de la poudre de couverture 48 dans les compartiments de réchaukFage'39, 39'.
Selon l'invention, les éléments réfractaires matérialisant les compartiments de réchauffage 39, 39' sont complétés par des pièces annulaires 49, 49' similaires dans leurs ts fonctions et leur conception à la pièce ânnulaire 28 précédemment décrite et représentée sur la figure 2_ Comme pour la précédente, Leur espace intérieur est de forme tronconique, avec une paroi orientée .en direction du métal liquide 34 présent dans le compartiment de réchauffage 39, 39' correspondant. Dans l'exemple représenté, les piétas annulaires 49, 49' sont montées solidaires des cloisons 37, 40, 3T, 40' délimitant les compartiments de 2o réchau~'age 39, 39', mais on pourrait aussi les fixer uniquement au revêtement réfractaire du répartiteur 31, ou encore aux couvercles 43, 43'.
Il va de soi que les répartiteurs qui ont été décrits et représentés ne sont que des exemples de mise en oeuvre de l'invention, qui peut aisément être adaptée a d'autres types de répartiteurs de coulëe continue de l'acier ou d'autres métaux. En particulier, il n'est pas à
25 proprement parler indispensable que le répartiteur présente un ou plusieurs compartiments de réchauffage clairement délimités par une ou des cioisonsv il suit pour rester dans (esprit de l'inventioü que la partie du rayonnement de l'arc issu de la torche â
plasma qui viendrait normalement frapper le couvercle traversé par la torche et les parois latérales du répartiteur soit arrêtée par la paroi interne de la pièce annulaire et renvoyée sur le métal, donc en 3o direction du fond du répartiteur. En I'.absence de telles cloisons, ia ou les pièces annulaires peuvent n'être fixées qu'à la paroi réfractaire du répartiteur ou au couvercle.
Comme on (aura compris, l'invention consiste à fixer au répartiteur ou à son couvercle une piëce annulaire en ré&actaire dont la paroi intérieure entoure l'e7ctrémité de la torche à plasma et dévie en direction du métal le rayonnement qu'elle reçoit.
Cette pièce armulaire protège les revêtements du répartiteur et du couvercle, et peut être la seule partie du répartiteur à être réalisée en un matériau' possédant une résistance particulièrement élevée au rayonnement de l'arc. Elle peut être conçue pour être utilisée pendant une coulée ou une séquence unique et être donc changée à chaque réfection du revêtement du répartiteur. Elle peut aussi, notamment si elle est e~n céramique, être récupérable et utilisable pendant plusieurs coulées ou plusieurs séquences.
Un autre avantage notable de cette pièce annulaire est que le renvoi vers le métal liquide du rayonnement de L'arc qu'elle reçoit permet d'améliorer le rendement thermique de la torche à plasma en augmentant la part du rayonnement qui parvient effectivement au métal.
L'invention sera mieux comprise à la lecture ,de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes:
- les figures 1 a et 1 b qui montrent respectivement vu de dessus et de profil en coupe transversale selon Ib->:b un exemple de répartiteur de coulée continue de (acier selon l'art antérieur;
- les figures 2a et 2b qui montrent vu de dessus et de pro~tl en coupe transversale selon IIb-ITb le mème répartiteur, modifié selon l'iwention;
- la figure 3 qui montre vu de profil en coupe longitudinale un autre exemple de 2s répartiteur selon l'invention.
Les figures i a et x b montrent un répartitew de coulée continue de (acier 1 selon l'art antérieur. Dans l'exemple représenté, qui n'est bien sûr pas limitatif, il permet d'alimenter une machine de coulée continue (non représentée) équipée de deux lingotières. Il comporte une carcasse métallique extérieure 2, revétue intérieurement d'un réfractaire 3.
3o L'espace intérieur du répartiteur 1 a une formé évasée vers le haut pour permettre après la coulée une dépose facile . dû revêtement réfractaire 1 par simple renversement du répartiteur 1. L'acier liquide 4 (non représenté sur la figure I a) parvient daeas le répartiteur 1 en provenance d'une poche non représentée, et y est introduit par (intermédiaire d'un tube en réfractaire 5 connecté à l'ori#ice de sortie de la poche. Ce tube S protège l'acier liquide 4 3s contre les réoxydations atmosphériques. La vidange de l'acier liquide 4 dans les lingotières non représentées s'effectue par des burettes 6, 6'. lies tubes en réfractaire 7 connectés aux burettes 6, 6' protègent l'acier liquide 4 contre les réoxydations atmosphériques lors de son uajet entre le répartiteur 1 et la lingôtière qui correspond à chaque burette 6, 6'.
FEB, 8, 2000 2:lOPM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0, 3696 P. 13/20 s L'exemple de répaztiteur 1 représenté est de forme génêrale rectangulaire et est divisé intérieurement en quatre compartiments par des parois réfractaires 8, 9, 10. Deux parois 8, 9 sont orientées perpendiculairement aux gramds côtés du répartiteur 1; la paroi IO
est orientée parallèlement aux grands côtés du répartiteur et relie les deux autres parois 8, 9.
Les parois 8, 9, 10 délimitent d'abord un premier compartiment I1 d'arrivée du métal liquide 4, dans lequel débouche le tube S connecté à !a poche. L'acier liquide 4 traverse ensuite la paroi 10 qui, à cet effet, est perforée par une conduite 12, et pénètre ainsi dans un deuxième compartiment 13 qui, dans l'exemple représenté, constitue une excroissance latérale du répartiteur 1 située face au tube 5 d'arrivée du métal liquide 4.
Comme on le io verra, c'est dans ce deuxième compartiment 13 que l'acier liquide 4 est réchaufFé. Il passe ensuite dans les troisième et quatrième compartiments 14 et 15, grâce à des conduites 16, 17 qui perforent les parois 8, 9, 10. C'est dans ces compartiments 14, 15 que se situent les busettes 6, 6' surplombant les lingotières de la machine de coulée continue.
=Le dispositif de réchauffage de l'acier liquide 4 comporte une torche à
plasma 18 d'un type connu en lui-même: Schëmatiquement, elle comporte une cathode I9 en un matériau tel que du tungstène thorié, reliée au pôle négatif du générateur alimentant la torche, et entourée par une enveloppe métallique 20, par exemple en cuivre, qui peut jouer le rôle d'anode. bans le cas où la torche x9 est du type à plasrrta transféré
comme dans l'exemple représenté, l'enveloppe métallique 20 ne se comporte en anode qu'à
foccasiort de l'amorçage de l'arc; mais si la torche est du type à plasma soufflé, cette enveloppe métallique 20 est constamment reliée au pôle positif du générateur alimentant la torche.
Entre l'enveloppe 20 et la cathode 19 on imsuffle le gaz plasmagène qui peut être de l'argon, ou éventueilememt de l'azote si Ia muance d'acier coulée peut tolérer une teneur en aaote relativement élevée. Dans la sole 21 du répartiteur 1 est implantée une anode 22 constituée, zs par exemple, par une barre en acier refroidie sur une partie au moins de sa longueur, et connectée au pôle positif du gémérateur alimentant la torche. Entre Ia cathode I9 et le métal liquide 4 qui est au contact de l'anode 22 se crée donc un a,rc électrique 23 dans lequel passe le gaz plasmagène, de manière à réchauffer (acier liquide 4 présent dans le deuxième compartiment 13, qu'on appellera "compartiment de réchauffage".
3o ïI est nécessaire de coiffer le compartiment de 'réchauffage 13 par un couvercle 24 (non représenté sur la figure la) que traverse la torche 18. Ce couvercle. 24 est rev6tu intézieurement d'une couche de réfractaire 25, afin que fart électrique 23 ne vienme pas aveugler le personnel travaillânt à proximité de la machine de coulée_ De plus, ce couvercle 24 permet de conFner fatmosphére environnant le compartiment de réchauffage 13 en le 3s mettant à l'abri de l'atmosphère extérieure et en permettant de conserver au-dessus du métal liquide 4 l'argon injecté par la torche 18. On supprimae ainsi les réoxydativrts atmosphériques qui, sans cela, se produiraient inévitablement, d'autant plus que dans ce compartiment de réchauffage 13, il n'est pas possible de recouvrir la surface du métal liquide 4 par une poudre isolante çui gênerait les transferts thermiques et électriques entre la torche I8 et le FEB, 8,2000 2:11PM ,SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0,3696 P, 14/20 métal 4. Une telle poudre 26 est présente à la surface du métal liquide 4 dans les autres compartiments 11, 14, 15 du répartiteur. Au moins pendarn les périodes où la torche 18 n'est pas utilisée, on peut également injecter de l'argon sous le couvercle 24 à travers un orifice 27.
Comme on fa dit, avec un rpartiteur ainsi configur, le rayonnement de fart lectrique 23 provoque une usure rapide du rfractaire 3 recouvrant le rcpartiteur 1 dans le compartirz~ent de rchauffage 13, de la' paroi 10 et des rfractaires 25 revtant le couvercle 24. Cette usure peut, terme, alter jusqu' leur fusion super$cielle, avec tous les problmes prcdemment voqus qu'elle entrane. u faudrait donc raliser (intgralit des lo rfractaires exposs Pare 23 en un matriau prsentant une rsistance trs leve son rayonnement, avec tous les cots supplmentaires que cela entranerait.
Le rpartiteur selon l'invention reprsent sur les figures 2a ~ et 2b est un perfectionnement du rpartiteur prcdent (leurs lments communs sont dsigns par les mmes rfrences sur les tgures 1 et 2), dans lequel le problme ci-dessus est rsolu de faon conomique. A cet effet, on a plac dans le compartiment de rchauffage 13 du rpartiteur 1 une pice annulaire 28 ~ en un matriau rfractaire prsentazlt une rsistance leve au rayonnement de l'arc lectriqe 23. Dans (exemple reprsent, cette pice annulaire 28 prend appui sur le revtement rfractaire 3 de la carcasse du rpartiteur 1 et sur la paroi 10 qui spare le compartiment de rchauffage 13 du compartiment 11 d'arrive de l'acier liquide 4 dans le rpartiteur 1. On pourrait galement la rendre solidaire du revtement 25 du couvercle 24. La paroi interne 29 de la pice annulaire 28 prsente une forme tronconique, et a sa pente incline tourne en direction de ta surface du mtal liquide 4. Le placement et les dimensions de ~ cette pice annulaire 28 sont tels que l'extrmit infrieure de la torche plasma 18 , lorsqu'elle est en service, est situe en-dessous de (ouverture supriere 30 de la pice annulaire 28, et de prfrezace sensiblement plus bas que ladite ouverture suprieure 30. D cette faon, la partie du rayonnement de l'arc lectrique 23 qui, normalement, viendrait frapper la cloison 10 et les rfractaires 3, 25 revtarxt le compartiment de rchauffage 13 et le couvercle 24 est trs majoritairement arrte par la paroi interne 29 de la pice annulaire 28, et est renvoye en direction du mtal liquide 4 prsent dans le compartiment . de ~ rchauffage 13.
On prolonge ainsi considrablement Ia dure de vi des rfractaires 2S du couvercle ~24, et on attnue de mme la dgradation au cours de la coule des rfrctaires 3 revtant les parois du rpartiteur et de la cloison 10 dans le compartiment de rchauffage 13. On a pu ainsi faire passer la dure d'utilisation du revtement 2S du couvercle 24 de 20-30 heures plus de 100 heures. La pice annulaire 28 tait en alumine tabulaire. Dans les mmes conditions, on a constat qu' puissance d'utilisation de la torche gale (environ 300 kVl~, on pouvait augmenter de 14C
la temprature de l'acier liquide 4 dans le compartiment de rchauffage 13, contre 10C
lorsqu'on n'tilise pas la pice annulaire 28. Cette amlioration est due la moindre dgradation des rfractaires qui rduit la formation d'une crote la surface du rxztal liquide FEB, 8.2000 2:11PM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0,3696 P. 15/20 4, mais aussi au fait que la pièce annulaire 28 telle qu'elle est configurée renvoie directement sur ladite surface la part du rayonnement de l'arc qui, norrnalément, viendrait frapper le revêtement 25 du couvercle 24 et le revêtement 3 du répartiteur I, et ne parviendrait sur le métal liquide 4 qu'après avoir été atténuée par de multiples réflexions.
s La pice annulaire 28 selon l'invention est en un rfractaire massif capable de rsister au rayonnement de l'arc 23 pendant toute la dure de l'utilisation du rpartiteur 1 et de son revtement 3, soit une coule d'une poche unique ou une coule en squence de plusieurs poches conscutives. I7es rzaatriaux tels que l'alumine tabulaire, l'alumine spinelle, le carbure de silicium sont bien adapts cet usage. L'utilisation de la pice annulaire 28 x0 vite de devoir revtir l'ensemble du compartiment de rchauage 13 du rpartiteur 1 et son couvercle 24 avec de tels rfractaires, et diminue ainsi le cotlt global des rfractaires de l'installation. De plus, si on utilise un matriau prsentant une rsistance su rayonnement particulirement leve, par exemple une cramique dont la temprature de fusion est de l'ordre de 2000C, on peut envisager que la pice annulaire puisse tre rutilisable aprs 15 avoir t spare du revtement du rpartiteur usag. Une cramique aurait, en outre, l'avantage d'avoir un excellent pouvoir de rflexion du rayonnement de l'arc 23, ce qui amliorerait encore les performances thermiques de l'installation.
La forme intrieure et extrieure de la pice annulaire 28 reprsente sur la figure 2 n'est, bien entendu, qu'un exemple. Il est clair que son espace intrieur peut avoir, par zo exemple, la forme d'un tronc de pyramide et non d'un tronc de cne. Sa forme extrieure est, de mme, adapter la gomtrie du compartlineztt de rchauffage 13 du rpartiteur 1.
Le rpartiteur selon l'invention reprsent sur la fiigure 3 constitue un exemple d'adaptation de l'invention un rpartiteur 31 de forme gnrale strictement rectangulaire, dans lequel il n'est ps possible, pour- des raisons d'encombrement, de mnager un zs compartiment de rchauffage unique par lequel transiterait l'ensemble du mtal coul, comme dans l'exerrrple des figures 1 et 2. rl est pourw, comme Ie rpartiteux 1 prcdent, de deux busettes 32, 32', prolonges chacune par un tube en rfractaire 33, 33' qui plonge dans une lingotire non reprsente. Le rpartiteur 3I est aliment en acier liquide 34 par un tube rfractaire 35 connect par son extrmit suprieure une poche non reprsente.
3o L'acier liguide 34 sortant du tube 35 dbouche dans un compartiment central 36 matrialis par une premire paire de cloisons en rfractaire 37, 3T barrant le rpartiteur 31 sur toute sa largeur et situes de part et d'autre du tube 35. Ces premires cloisons 37, 3T sont munies de perforations 38, 38' qui permettent le passage de l'acier liquide 34 dans deux compartiments de rchauffage 39, 39' contigus au compartiment central 3b. Ces 3s compartiments de rchauffage 39, 39' sont chacun dlimits par l'une des premires cloisons 37, 3T et par une autre cloison en rfractaire faisant partie d'une seconde paire 40, 40'. Ces secondes cloisons 40, 40' sont munies de perforations 41, 41' permettant le passage de l'acier liquide 34 dans les compartiments de coule 42, 42' o se trouvent les bu5ettes 32 , 32'. Les compartiments de rchauffage 39, 39' sont chacun co~s d'un couvercle 43, 43' FEB. 8,2000 2:12PM SWABEY OGILUY MTL 514 288 8389 N0.3696 P, 16/20 s revêtu de réfractaire et traversé par une torche à plasma 44, 44' d'un type similaire à celui précédemment décrit_ Dans le cas où, comme,représenté, ces torches 44, 44' sont du~type à
plasma transféré, la sole 45 du répartiteur 31 est traversée, au droit des compartiments de réchauffage 39, 39', par des anodes 46, 46' similaires à celles décrites précédemment. On peut ainsi établir dans les compartiments de réchauffage 39, 39' entre les torches 44, 44' et l'acier liquide 34 des arcs électriques 47, 4T qui, en coopération avéc le gaz plasmagène insufflé dans par les torches 44, 44', réchaufierit Ie. métal Liquide 34. Le métal liquide 34 se trouvant dans le répartiteur, est recouvert d'une couche de poudre de couverture 48, sauf dans les compartiments de réchauffage 39, 39' où elle gënerait le fonctionnement des l0 torches 44, 44', A ce sujet, les emplacements des diverses perforations 38, 38', 41, 41' des cloisons 37, 3T, 40, 40' sont choisis de manière à. éviter, en cours de coulée, le passage de la poudre de couverture 48 dans les compartiments de réchaukFage'39, 39'.
Selon l'invention, les éléments réfractaires matérialisant les compartiments de réchauffage 39, 39' sont complétés par des pièces annulaires 49, 49' similaires dans leurs ts fonctions et leur conception à la pièce ânnulaire 28 précédemment décrite et représentée sur la figure 2_ Comme pour la précédente, Leur espace intérieur est de forme tronconique, avec une paroi orientée .en direction du métal liquide 34 présent dans le compartiment de réchauffage 39, 39' correspondant. Dans l'exemple représenté, les piétas annulaires 49, 49' sont montées solidaires des cloisons 37, 40, 3T, 40' délimitant les compartiments de 2o réchau~'age 39, 39', mais on pourrait aussi les fixer uniquement au revêtement réfractaire du répartiteur 31, ou encore aux couvercles 43, 43'.
Il va de soi que les répartiteurs qui ont été décrits et représentés ne sont que des exemples de mise en oeuvre de l'invention, qui peut aisément être adaptée a d'autres types de répartiteurs de coulëe continue de l'acier ou d'autres métaux. En particulier, il n'est pas à
25 proprement parler indispensable que le répartiteur présente un ou plusieurs compartiments de réchauffage clairement délimités par une ou des cioisonsv il suit pour rester dans (esprit de l'inventioü que la partie du rayonnement de l'arc issu de la torche â
plasma qui viendrait normalement frapper le couvercle traversé par la torche et les parois latérales du répartiteur soit arrêtée par la paroi interne de la pièce annulaire et renvoyée sur le métal, donc en 3o direction du fond du répartiteur. En I'.absence de telles cloisons, ia ou les pièces annulaires peuvent n'être fixées qu'à la paroi réfractaire du répartiteur ou au couvercle.
Claims (7)
1) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49'), de forme annulaire, destinée à
être implantée dans un répartiteur de coulée continue des métaux (1, 31) comportant au moins une torche à plasma (18, 44, 44') pour le réchauffage du métal liquide (4, 34), et dont la paroi interne (29) définit un espace évasé vers le bas comportant une ouverture supérieure (30) et une ouverture inférieure et autorisant la pénétration de l'extrémité
inférieure de ladite torche (18, 44, 44') dans ledit espace.
être implantée dans un répartiteur de coulée continue des métaux (1, 31) comportant au moins une torche à plasma (18, 44, 44') pour le réchauffage du métal liquide (4, 34), et dont la paroi interne (29) définit un espace évasé vers le bas comportant une ouverture supérieure (30) et une ouverture inférieure et autorisant la pénétration de l'extrémité
inférieure de ladite torche (18, 44, 44') dans ledit espace.
2) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49') selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit espace évasé vers le bas est de forme tronconique.
3) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49') selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit espace évasé vers le bas est en forme de tronc de pyramide.
4) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49') selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est à base d'alumine.
5) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49') selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est à base de carbure de silicium.
6) Pièce en matériau réfractaire (28, 49, 49') selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est en céramique.
7) Répartiteur de coulée continue des métaux (1, 31) du type comportant au moins une torche à plasma (18, 44, 44') pour le réchauffage du métal liquide (4, 34), et au moins un couvercle (24, 43, 43') traversé par ladite torche (18, 44, 44'), caractérisé en ce qu'il comporte une pièce en matériau réfractaire (28, 49; 49') de forme annulaire selon l'une des revendications 1 à 6, ladite pièce (28, 49, 49') étant fixée audit couvercle (24, 43, 43'), ou à
la paroi réfractaire (3) dudit répartiteur (1, 31) et/ou éventuellement à une ou des cloisons (10, 37, 40, 37', 40'), délimitant un compartiment de réchauffage (13, 39, 39') à l'intérieur dudit répartiteur (1, 31), et l'évasement de sa paroi interne (29) étant tourné en direction du fond du répartiteur (1, 31).
la paroi réfractaire (3) dudit répartiteur (1, 31) et/ou éventuellement à une ou des cloisons (10, 37, 40, 37', 40'), délimitant un compartiment de réchauffage (13, 39, 39') à l'intérieur dudit répartiteur (1, 31), et l'évasement de sa paroi interne (29) étant tourné en direction du fond du répartiteur (1, 31).
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