EP0065514B1 - Tube de coulee thermiquement isolant pour recipient metallurgique - Google Patents

Tube de coulee thermiquement isolant pour recipient metallurgique Download PDF

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EP0065514B1
EP0065514B1 EP80902236A EP80902236A EP0065514B1 EP 0065514 B1 EP0065514 B1 EP 0065514B1 EP 80902236 A EP80902236 A EP 80902236A EP 80902236 A EP80902236 A EP 80902236A EP 0065514 B1 EP0065514 B1 EP 0065514B1
Authority
EP
European Patent Office
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tube
ring
casting
accordance
nozzle
Prior art date
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Expired
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EP80902236A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP0065514A1 (fr
Inventor
Jean-Charles Daussan
Gérard Daussan
André Daussan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daussan SAS
Original Assignee
Daussan SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Daussan SAS filed Critical Daussan SAS
Priority to AT80902236T priority Critical patent/ATE13829T1/de
Publication of EP0065514A1 publication Critical patent/EP0065514A1/fr
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/502—Connection arrangements; Sealing means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a thermally insulating pouring tube intended to be placed between the pouring orifice of a first metallurgical container such as a ladle and a second metallurgical container such as a tundish.
  • the tube material is highly refractory such as silica, magnesia, zirconia, and isostatically pressed carbon.
  • these tubes require long and costly preheating before casting the liquid metal, to limit the risks of solidification of this metal in contact with their wall, this solidification being able to generate a complete sealing of these tubes.
  • the material tends to crumble quickly, so that at the end of casting, the seal is no longer formed between the pouring tube and the pouring nozzle on which its end is engaged.
  • French Patent 1,551,363 describes a conventional refractory material pouring nozzle, that is to say practically free of organic material. At the top of this nozzle and on the internal surface of the latter is inserted a ring of refractory material harder than the refractory material of the nozzle. The role of this hard ring is to limit the wear caused at the entry of the nozzle, by the passage of liquid metal.
  • a ring of refractory material if it was placed inside a tube of insulating and sinterable material, as described in French Patent No. 2,333,599, on the one hand would not solve the problem the crumbling of the material of the tube in the part which surrounds the nozzle and the other by risking causing the solidification of the metal in contact with this ring.
  • the object of this invention is therefore to overcome this drawback, by creating a pouring tube having all the advantages of the tubes described in French patent n ° 2 333 599, while having a considerably prolonged life.
  • the thermally insulating pouring tube intended to be placed between the pouring orifice of a first metallurgical container and a second metallurgical container, one end of the pouring tube being intended to be engaged in a removable manner and substantially sealed on the pouring nozzle or on an adapter extending the nozzle of the first container, this pouring tube being made of a material consisting of inorganic particles optionally added with fibers, coated in a binder, these inorganic particles being sinterable under the effect of the heat of the liquid metal passing through this tube, is characterized in that the end of the tube intended to be engaged on the pouring nozzle comprises a ring of refractory material practically free of organic matter, the internal surface of this ring being intended to come into direct contact with the pouring nozzle or with the adapter extending the nozzle, the height of this ring being sufficient sufficiently weak so that the lower part of the internal surface of the ring cannot come into contact with the liquid metal passing through this tube.
  • This refractory ring thus mechanically strengthens the part of the pouring tube which does not undergo the sintering effect indicated in the introduction to this description.
  • this refractory ring does not reduce insulating properties of the pouring tube and does not entail any risk of solidification of the liquid metal, since this ring does not come into direct contact with this metal.
  • the height of the aforementioned refractory ring is at least equal to the distance over which the end of the tube is intended to be engaged on the pouring nozzle of the first metallurgical container.
  • the pouring tube is produced by molding and the ring of refractory material is fixed to the material of the wall of the tube, during this molding.
  • the fixing of the refractory ring to the tube can thus be carried out without any additional difficulty.
  • this end of the pouring tube also includes a refractory ring.
  • this end of the pouring tube is not liable to wear out by melting on contact with the liquid metal, and therefore, the life of this tube is further extended.
  • the bottom 2 of the ladle 1 includes a pouring nozzle 3 made of a highly refractory material such as silica, magnesia, refractory brick or zirconia.
  • This pouring nozzle 3 is arranged above a pouring distributor 4. Around this nozzle 3, is engaged in a removable manner, the upper end 5a of a pouring tube 5, slightly frustoconical whose lower end is intended to be immersed in the liquid metal which is introduced into the tundish 4.
  • the removable fastening means of the pouring tube 5 to the nozzle 3 are not shown. These means can be of the kind described in French patents No. 2,333,599 and No. 2,409,809.
  • the pouring tube 5 comprises an outer protective sleeve 6 made of metal sheet, for example of steel, which surrounds an inner wall 7 made of a thermally insulating and light material.
  • This material consists of inorganic particles (silica, alumina, magnesia), added with inorganic fibers, coated in an organic binder such as a synthetic resin or an inorganic binder.
  • the composition of this material is such that the inorganic particles sinter under the effect of the heat given off by the molten metal which is poured into the tube, which makes it possible to maintain the cohesion and the insulating properties of this material, despite the decomposition of the organic components of it.
  • the end 5a of the tube 5 engaged on the pouring nozzle 3 comprises a ring 8 of refractory material, the internal surface 8a of this ring being in direct contact with the casting nozzle 3.
  • the refractory material of the ring 8 is of the same nature as that of the nozzle 3. It can be, for example, silica, magnesia, refractory brick, isostatically pressed carbon or chamotte. These materials all have the advantage of having excellent mechanical and thermal resistance. In addition, they have a very high dimensional stability, so that it is possible to obtain a very precise adjustment of the ring 8 on the nozzle 3.
  • the height of the refractory ring 8 is greater than the distance over which the end 5a of the tube 5 is engaged on the pouring nozzle 3.
  • the thickness of the wall of the refractory ring 8 is substantially equal to the thickness of the wall 7 of the tube 5, so that the inner 8a and outer surfaces of the ring 8 are located substantially in the extension inner 7a and outer surfaces of the wall 7 of the tube 5.
  • the thermally insulating wall 7 is obtained by molding in a mold, the outer wall of which is formed by the sheet 6. This molding makes it possible to obtain direct adhesion of the material of the wall 7 to the sheet 6. In addition, the direct connection between the material of the wall 7 and the refractory ring 8 can also be obtained during this molding. We can nevertheless provide other means of fixing the ring 8 to the sheet 6 and / or to the insulating wall 7, such as screws, cement or glue.
  • the contact surface between the refractory ring 9 and the insulating material constituting the wall 7 of the pouring tube comprises an annular recess 10.
  • the ring 9 is thus fitted onto the wall 7, which improves the mechanical connection between this wall 7 and the ring 9 obtained during molding.
  • this annular step 10 makes it possible to maintain a certain thermal insulation in the part 7b of the wall 7.
  • the thickness of the wall of the ring 11 is less than that of the wall 7 of the tube, the internal surface 11 a of this ring 11 being arranged substantially in the extension of the internal surface 7a of the wall 7.
  • This ring 11 is thus entirely embedded in an annular recess 7c formed at the end of the tube. This arrangement is favorable as regards the solidity of the fixing of the ring 11 to the wall 7 and the thermal insulation at the level of the ring 11 in the part 7d.
  • the refractory ring 12 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the tube and the outer surface 12a of this ring is arranged in the extension of the inner surface 7a of the tube.
  • the fixing of this ring 12 in the tube is ensured by the fitting which results from the taper of the outer surface 12a of the ring 12 and of the inner surface 7a of the tube.
  • This fixing can possibly be reinforced by gluing or other suitable mechanical means.
  • the refractory ring 13 has an outside diameter greater than the inside diameter of the tube and this ring is a part embedded in an annular shoulder 13a formed in the wall 7.
  • the refractory ring 14 has at the upper part of its internal surface an annular widening 14a, receiving the free end of the nozzle 3.
  • This arrangement improves the seal between the upper part of the tube and the nozzle 3.
  • the shoulder 14b constitutes a stop which ensures perfect axial positioning of the tube relative to the nozzle while avoiding any risk of relative entanglement between the nozzle and the ring 14.
  • the rings according to the invention undergo no chemical transformation.
  • these rings are generally made of a refractory material of the same kind as that of the nozzle 3, these rings undergo thermal expansion comparable to that of the nozzle 3, so that no play is formed between these rings and the nozzle.
  • the junction thus remains perfectly sealed and any possible introduction of air inside the tube and any risk of oxidation of the liquid metal are avoided.
  • the decomposition of the zone 16b of the wall 7 of the tube 5 does not cause any drawback, because the ring 8 ensures at the end of casting, as at the beginning of it, a perfect seal between the nozzle 3 and the tube 5.
  • the part of the wall 7 located below the zone 16b remains perfectly coherent retains a high thermal insulation power due to the porous structure obtained by sintering.
  • the tube according to the invention remains usable for several successive castings.
  • the outer sheet 6 melts in contact with the liquid metal and the same applies to the material of the wall 7 of the tube. This can also prevent the reuse of the pouring tube 5.
  • This ring 16 corresponds at least to the depth of immersion of the end of the pouring tube in the metal 17 contained in the tundish.
  • the thickness of the wall of this ring 16 is substantially equal to the thickness of the wall 7 of the tube, plus that of the sheet 6. This sheet 6 completely covers the wall 7 of the tube and stops at the level of the ring 16 to avoid any direct contact with the liquid metal 17.
  • the ring 16 can be fixed to the wall 7 of the tube 5 during the molding of this wall, as in the case of the upper rings shown in FIGS. 1 to 7.
  • the fixing of this ring 16 to the wall 7 is improved when the contact surface of this attachment has an annular recess 16a as shown in FIG. 8.
  • the end of the tube 5 does not risk being damaged in contact with the liquid metal 17, and therefore, this tube can be reused for several successive castings.
  • an adapter 18 is interposed between a short nozzle 19, and the pouring tube 5, as indicated in FIG. 9.
  • This nozzle 19 is part of the drawer 20 of a system of 'opening and closing called “drawer nozzle" of the orifice of a ladle.
  • the adapter 18 of refractory material has at its upper part an annular cavity 21 which receives the end of the nozzle 19.
  • the frustoconical lower end 18a of the adapter 18 is fitted in a sealed manner in the interior surface 11 a of a refractory ring 11.
  • the refractory ring 11 plays. the same role vis-à-vis the adapter 18 as vis-à-vis the casting nozzle 3 in the case of the previous embodiments.
  • This adapter 18 is necessary in all cases where the pouring nozzle is too short. This adapter 18 sometimes also acts as a box for collecting the gases intended to be blown into the liquid steel.
  • the shape and method of attachment of the upper refractory ring can be changed to suit all possible shapes of nozzles, provided that the inner surface of the ring is in direct contact with the outer surface of the nozzle.
  • the shape and the method of fixing the lower ring 16 can be modified provided that the liquid metal contained in the tundish does not come into direct contact with the insulating wall 7 and with the outer sheet 6.
  • pouring tube according to the invention can be used for other metallurgical vessels than the ladles and the tundish.
  • the outer sheet 6 of the pouring tube 5 prefferably includes an annular bead 22 projecting outwards (see FIG. 2) defining an empty annular space 23 between the sheet and the thermally insulating inner wall 7 .
  • This bead 22 serves to maintain, by means of a support 24, the tube 5 in abutment against the external surface of the nozzle 3.
  • the empty annular space 23 communicates with a horizontal tube 25 connected to a source of non-oxidizing or inert gas such as argon.
  • This bead 22 is preferably arranged opposite the non-sinterable zone 16b adjacent to the ring 8 of the wall 7, which remains porous.
  • the gas introduced into the annular space 19 diffuses through the wall 7, in a regular manner, all around the latter and penetrates inside the tube 7, providing the liquid metal with additional protection against the 'oxidation.
  • the outer sheet 6 has at its upper part a second annular bead, constituted by a winding 26 from the edge of the sheet inward.
  • This winding 26 is supported on the adjacent end of the insulating wall 7.
  • This winding 26 defines an annular duct communicating with an inlet pipe 28 of inert gas such as argon.
  • the winding 26 has a series of openings 27 directed radially towards the axis of the tube 5.
  • the advantage of this arrangement is as follows: since the ring 8 is made of hard refractory material, this material is liable to flake when it is brought too suddenly into contact with the refractory and hard material of the same kind than the nozzle 3 or the extension 19.
  • the scales thus formed can generate air inlets inside the pouring tube 5, by suction (Venturi effect).
  • the winding 26 provided with openings 27 makes it possible to produce jets of argon or other inert gas all around the nozzle 3, thereby avoiding any penetration of air inside the tube 5.

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Description

  • La présente invention concerne un tube de coulée thermiquement isolant destiné à être placé entre l'orifice de coulée d'un premier récipient métallurgique telle qu'une poche de coulée et un second récipient métallurgique tel qu'un répartiteur de coulée.
  • Les tubes de coulée connus sont réalisés en différentes catégories de matériaux.
  • Dans l'une de ces catégories, le matériau des tubes est hautement réfractaire tel que la silice, la magnésie, la zircone, et le carbone pressé isostatiquement.
  • Ces matériaux présentent l'avantage d'avoir une résistance mécanique et à la chaleur remarquable, de sorte que les tubes réalisés dans de tels matériaux ont une durée de vie très longue.
  • Les inconvénients de ces matériaux sont cependant nombreux.
  • En premier lieu, en raison de leur mauvais pouvoir isolant thermique et/ou pour éviter leur éclatement, ces tubes nécessitent un préchauffage long et coûteux avant d'effectuer la coulée du métal liquide, pour limiter les risques de solidification de ce métal au contact de leur paroi, cette solidification pouvant engendrer une obturation complète de ces tubes.
  • Secondairement, ces tubes sont lourds, donc difficiles à manipuler et sont très onéreux.
  • Pour remédier aux inconvénients précités, la demanderesse a décrit dans son brevet français n° 2 333 599 un tube de coulée en matériau isolaht thermique constitué par des particules inorganiques réfractaires (silice, alumine, magnésie) éventuellement additionnées de fibres minérales ou organiques, ces particules et fibres étant enrobées dans un liant organique ou inorganique.
  • En raison des propriétés isolantes remarquables de ce matériau, de tels tubes ne nécessitent aucun préchauffage. De plus, ces tubes sont légers donc faciles à manipuler et peu onéreux.
  • Lors de la coulée de l'acier liquide, les constituants organiques de matériau de ces tubes se décomposent mais le cohésion du tubes est maintenue par suite du frittage des particules inorganiques, sous l'effet de la chaleur dégagée au passage du métal liquide à l'intérieur du tube.
  • La décomposition des constituants organiques et le frittage des particules inorganiques confèrent au matériau une structure poreuse présentant un haut pouvoir d'isolation thermique. La demanderesse a constaté cependant, qu'à l'extrémité supérieure de ces tubes par laquelle ils sont engagés dans la busette de la poche de coulée, le frittage précité n'avait pas lieu car le matériau du tube n'est à cet endroit, pas en contact direct avec le jet de métal liquide.
  • De ce fait, à cette extrémité, le matériau a tendance à s'effriter rapidement, de sorte qu'en fin de coulée, l'étanchéité n'est plus réalisée entre le tube de coulée et la busette de coulée sur laquelle son extrémité est engagée.
  • Ce défaut d'étanchéité risque alors de permettre l'introduction d'air à l'intérieur du tube, par effet d'aspiration, ce qui est susceptible de former des inclusions d'oxydes au sein du métal. De ce fait, de tels tubes de coulée deviennent généralement inutilisables après une seule opération de coulée.
  • La constatation de cet inconvénient est à la base de la présente invention.
  • Le brevet français 1 551 363 décrit une busette de coulée matière réfractaire classique, c'est-à-dire pratiqement exempte de matière organique. A la partie supérieure de cette busette et sur la surface interne de cell-ci est inséré un anneau en matière réfractaire plus dure que la matière réfractaire de la busette. Le rôle de cet anneau dur est de limiter l'usure provoquée à l'entrée de la busette, par le passage du métal liquide. Un tel anneau en matière réfractaire, s'il était placé à l'intérieur d'un tube en matière isolante et frittable, tel qu décrit dans le brevet français n° 2 333 599, d'une part ne permettrait pas de résoudre le problème de l'effritement de la matière du tube dans la partie qui entoure la busette et d'autre par risquerait de provoquer la solidification du métal au contact de cet anneau.
  • Le but de cette invention est donc de remédier à cet inconvénient, en créant un tube de coulée présentant tous le avantages des tubes décrits dans le brevet français n° 2 333 599, tout en ayant une durée de vie considérablement prolongée.
  • Suivant l'invention, le tube de coulée thermiquement isolant destiné à être placé entre l'orifice de coulée d'un premier récipient métallurgique et un second récipient métallurgique, l'une des extrémités du tube de coulée étant destinée à être engagée de façon amovible et sensiblement étanche sur la busette de coulée ou sur un adaptateur prolongeant la busette du premier récipient, ce tube de coulée étant en un matériau constitué par des particules inorganiques éventuellement additionnées de fibres, enrobées dans un liant, ces particules inorganiques étant frittables sous l'effet de la chaleur du métal liquide passant dans ce tube, est caractérisé en ce que l'extrémité du tube destinée à être engagée sur la busette de coulée comporte un anneau en matériau réfractaire pratiquement exempt de matière organique, la surface interne de cet anneau étant destinée à venir en contact direct avec la busette de coulée ou avec l'adaptateur prolongeant la busette, la hauteur de cet anneau étant suffisamment faible pour que la partie inférieure de la surface interne de l'anneau ne puisse pas venir en contact avec le métal liquide passant dans ce tube.
  • Cet anneau réfractaire renforce ainsi mécaniquement la partie du tube de coulée qui ne subit pas l'effet de frittage signalé dans l'introduction de cette description.
  • Grâce à cet anneau réfractaire, l'étanchéité entre le tube et la busette de coulée reste excellente même après plusieurs opérations successives de coulée.
  • De plus, cet anneau réfractaire ne réduit pas les propriétés isolantes du tube de coulée et n'entraîne aucun risque de solidification du métal liquide, car cet anneau ne vient pas en contact direct avec ce métal.
  • Selon une version avantageuse de l'invention, la hauteur de l'anneau réfractaire précité est au moins égale à la distance suivant laquelle l'extrémité du tube est destinée à être engagée sur la busette de coulée du premier récipient métallurgique.
  • L'étanchéité entre le tube de coulée et la busette sont ainsi maintenues dans d'excellentes conditions.
  • Selon une version préférée de l'invention, le tube de coulée est réalisé par moulage et l'anneau en matériau réfractraire est fixé au matériau de la paroi du tube, lors de ce moulage.
  • La fixation de l'anneau réfractaire au tube peut ainsi être réalisée sans aucune difficulté complémentaire.
  • Etant donné que l'extrémité du tube de coulée opposée à la busette de coulée est destinée généralement à plonger dans le métal liquide qui est déversé dans le second récipient métallurgique, il est avantageux que cette extrémité du tube de coulée comporte également un anneau réfractaire.
  • Ainsi, cette extrémité du tube de coulée ne risque pas de s'user par fusion au contact du métal liquide, et de ce fait, on prolonge encore davantage la durée de vie de ce tube.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
  • Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
    • - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle, du fond d'une poche de coulée et d'un répartiteur de coulée placé sous cette dernière, un tube de coulée conforme à l'invention étant disposé sous la busette de sortie de la poche de coulée,
    • - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle, à grand échelle, montrant l'extrémité supérieure du tube de coulée, engagée sur la busette de coulée, ainsi que le jet de métal liquide passant dans ce tube.
    • - les figures 3 à 7 sont des vues en coupe longitudinale partielle, montrant diverses variantes de l'invention,
    • -la figure 8 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité inférieure d'une version avantageuse du tube de coulée conforme à l'invention, plongeant dans le métal liquide contenu dans le répartiteur de coulée,
    • - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un tube de coulée engagé sur un adaptateur pour busette à tiroir et la figure 10 est une autre variante en coupe longitudinale.
  • Dans la réalisation selon la figure 1, le fond 2 de la poche de coulée 1 comporte une busette de coulée 3 en un matériau hautement réfractaire tel que silice, magnésie, brique réfractaire ou zircone.
  • Cette busette de coulée 3 est disposée au-dessus d'un répartiteur de coulée 4. Autour de cette busette 3, est engagée de façon amovible, l'extrémité supérieure 5a d'un tube de coulée 5, légèrement tronconique dont l'extrémité inférieure est destinée à être immergée dans le métal liquide qui est introduit dans le répartiteur de coulée 4.
  • Les moyens de fixations amovible du tube de coulée 5 à la busette 3, ne sont pas représentés. Ces moyens peuvent être du genre de ceux décrits dans les brevets français n° 2 333 599 et n° 2 409 809.
  • Le tube de coulée 5 comporte un manchon extérieur de protection 6 en tôle métallique, par exemple d'acier, qui entoure une paroi intérieure 7 en un matériau thermiquement isolant et léger. Ce matériau est constitué par des particules inorganiques (silice, alumine, magnésie), additionnées de fibres inorganiques, enrobées dans un liant organique telle qu'une résine synthétique ou encore un liant inorganique. La composition de ce matériau est telle que les particules inorganiques frittent sous l'effet de la chaleur dégagée par le métal en fusion qui est coulé dans le tube, ce qui permet maintenir la cohésion et les propriétés isolantes de ce matériau, malgré la décomposition des composants organiques de celui-ci.
  • Conformément à l'invention, l'extrémité 5a du tube 5 engagée sur la busette de coulée 3, comporte un anneau 8 en matière réfractaire, la surface interne 8a de cet anneau étant en contact direct avec la busette de coulée 3.
  • La matière réfractaire de l'anneau 8 est de même nature que celle de la busette 3. Il peut s'agir par exemple, de silice, magnésie, brique réfractaire, carbone pressé isostatiquement ou chamotte. Ces matériaux présentent tous l'avantage d'avoir une excellente résistance mécanique et thermique. De plus, ils présentent une très grande stabilité dimensionnelle, de sorte qu'il est possible d'obtenir un adjustement très précis de l'anneau 8 sur la busette 3.
  • Dans la réalisation selon les figures 1 et 2, la hauteur de l'anneau réfractaire 8 est supérieure à la distance suivant laquelle l'extrémité 5a du tube 5 est engagée sur la busette de coulée 3.
  • De plus, l'épaisseur de la paroi de l'anneau réfractaire 8 est sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi 7 du tube 5, de sorte que les surfaces intérieur 8a et extérieure de l'anneau 8 sont situées sensiblement dans le prolongement des surfaces intérieure 7a et extérieure de la paroi 7 du tube 5.
  • La paroi thermiquement isolante 7 est obtenue par moulage dans un moule dont la paroi extérieure est constituée par la tôle 6. Ce moulage permet d'obtenir une adhérence directe du matériau de la paroi 7 avec la tôle 6. De plus, la liaison directe entre le matériau de la paroi 7 et l'anneau réfractaire 8 peut également être obtenue lors de ce moulage. On peut néanmoins prévoir d'autre moyens de fixation de l'anneau 8 à la tôle 6 et/ou à la paroi isolante 7, tels que vis, ciment ou colle.
  • Dans la variante de réalisation de la figure 3, la surface de contact entre l'anneau réfractaire 9 et le matériau isolant constituant la paroi 7 du tube de coulée comporte un décrochement annulaire 10. L'anneau 9 est ainsi emboîte sur la paroi 7, ce qui améliore la liaison mécanique entre cette paroi 7 et l'anneau 9 obtenue lors du moulage. De plus, ce décrochement annulaire 10 permet de maintenir une certaine isolation thermique dans la partie 7b de la paroi 7.
  • Dans la version représentée sur la figure 4, l'épaisseur de la paroi de l'anneau 11 est inférieure à celle de la paroi 7 du tube, la surface intérieure 11 a de cet anneau 11 étant disposée sensiblement dans le prolongement de la surface intérieure 7a de la paroi 7. Cet anneau 11 est ainsi entièrement encastré dans un évidement annulaire 7c ménagé à l'extrémité du tube. Cette disposition est favorable en ce que concerne la solidité de la fixation de l'anneau 11 à la paroi 7 et l'isolation thermique au droit de l'anneau 11 dans la partie 7d.
  • Dans la réalisation de la figure 5, l'anneau réfractaire 12 a un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur du tube et la surface extérieure 12 a de cet anneau est disposée dans le prolongement de la surface intérieure 7a du tube. La fixation de cet anneau 12 dans le tube est assurée par l'emboîtement qui résulte de la conicité de la surface extérieure 12a de l'anneau 12 et de la surface intérieure 7a du tube. Cette fixation peut être renforcée éventuellement par collage ou autres moyens mécaniques appropriés.
  • Dans la variante de la figure 6, l'anneau réfractaire 13 présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du tube et ce anneau est un partie encastré dans un épaulement annulaire 13a ménagé dans la paroi 7.
  • Dans la réalisation de la figure 7, l'anneau réfractaire 14 présente à la partie supérieure de sa surface intérieure un élargissement annulaire 14a, recevant l'extrémité libre de la busette 3. Cette disposition améliore l'étanchéité entre la partie supérieure du tube et la busette 3. De plus, l'épaulement 14b constitue une butée qui assure un parfait positionnement axial du tube par rapport à la busette en évitant tout risque de coîncement relatif entre la busette et l'anneau 14.
  • Les réalisations précitées présentent en commun les avantages techniques ci-après:
  • En premier lieu, compte tenu des propriétés mécaniques du matériau réfractaire constituant les anneaux 8, 9, 11, 12, 13 et 14, il est possible d'obtenir un ajustement très précis entre la surface intérieure de ces anneaux et la surface extérieure de la busette 3.
  • D'autre part, compte tenu de la haute résistance à l'abrasion de ces anneaux, une parfaite étanchéité entre ceux-ci et la busette 3 est maintenue même après plusieures mises en place successives des tubes sur la busette.
  • En cours de coulée, les anneaux conformes à l'invention ne subissent aucune transformation chimique. De plus, étant donné que ces anneaux sont réalises géneralement en un matériau réfractaire de même nature que celui de la busette 3, ces anneaux subissent un dilatation thermique comparable à celle de la busette 3, de sorte qu'aucun jeu n'est formé entre ces anneaux et la busette. La jonction reste ainsi parfaitement étanche et on évite toute introduction possible d'air à l'intérieur du tube et tout risque d'oxydation du métal liquide.
  • Lors de la coulée, le diamètre du jet de métal liquide 15 (voir figure 2) qui s'écoule de la busette 3 est freiné du fait du rétrécissement progressif dudiamètre intérieur du tube 5, ce qui a pour conséquence un élargissement du jet 15 à sa partie supérieure 15a. Le contact entre le jet de métal liquide 15 et la paroi 7 du tube 5 entraîne un frittage du matériau constituant cette paroi. Ce frittage assure le maintien de la cohésion mécanique de ce matériau au cours de la coulée. Ce frittage n'a cependant pas lieu dans la zone 16b de la paroi 7 proche de la busette 3, car celle-ci n'est pas en contact direct avec le jet de métal 15, comme on peut le voir sur la figure 2. Cette zone 16b a ainsi tendance à s'effriter du fait de la décomposition du liant sous l'effet de la chaleur. Ainsi, en l'absence de l'anneau réfractaire 8, en fin de coulée, la zone 16b de la paroi 7 du tube 5 serait complètement décomposée et il en résulterait nécessairement un jeu annulaire important entre la partie supérieure de la paroi 7 du tube et la busette 3. Ce jeu permettrait ainsi l'introduction de l'air à l'intérieur du tube et par suite, l'oxydation du métal liquide, de sorte que ce tube ne serait plus utilisable pour une nouvelle coulée.
  • Dans le cas de l'invention, la décomposition de la zone 16b de la paroi 7 du tube 5 n'entraîne aucun inconvénient, car l'anneau 8 assure en fin de coulée, comme au début de celle-ci, une parfaite étanchéite entre la busette 3 et le tube 5.
  • De plus, en fin de coulée, la partie de la paroi 7 située en dessous de la zone 16b reste parfaitement cohérente en conserve un haut pouvoir d'isolation thermique du fait de la structure poreuse obtenue par frittage.
  • Ainsi, le tube conforme à l'invention reste utilisable pour plusieurs coulées successives.
  • Lorsque l'extrémité du tube 5 est destinée à plonger dans le métal liquide, qui est coulé dans le répartiteur de coulée 4, la tôle extérieure 6 fond au contact du métal liquide et il en est de même pour le matériau de la paroi 7 du tube. Ceci peut également empêcher le réutilisation du tube de coulée 5.
  • Pour remédier à ce problème, il est avantageux de munir l'extrémité libre du tube 5, d'un autre anneau 16 en matériau réfractaire résistant au contact du métal liquide 17, comme indiqué sur la figure 8.
  • La hauteur de cet anneau 16 correspond au moins à la profongeur d'immersion de l'extrémité du tube de coulée dans le métal 17 contenu dans le répartiteur de coulée.
  • Dans la réalisation représentée, l'épaisseur de la paroi de cet anneau 16 est sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi 7 du tube, plus celle de la tôle 6. Cette tôle 6 recouvre entièrement la paroi 7 du tube et s'arrête au niveau de l'anneau 16 pour éviter tout contact direct avec le métal liquide 17.
  • L'anneau 16 peut être fixé à la paroi 7 du tube 5 lors du moulage de cette paroi, comme dans le cas des anneaux supérieurs représentés sur les figures 1 à 7. La fixation de cet anneau 16 à la paroi 7 est améliorée lorsque la surface de contact de cette fixation comporte un décrochement annulaire 16a comme indiqué sur la figure 8.
  • Grâce à l'anneau réfractaire 16, l'extrémité du tube 5 ne risque pas d'être détériorée au contact du métal liquide 17, et de ce fait, ce tube peut être réutilisé pour plusieurs coulées successives.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci di nombreuses modifications.
  • Ainsi l'invention peut également s'appliquer au cas où un adaptateur 18 est intercalé entre une busette courte 19, et le tube de coulée 5, comme indiqué sur la figure 9. Cette busette 19 fait partie du tiroir 20 d'un système d'ouverture et de fermeture appelé "busette à tiroir" de l'orifice de coulée d'une poche de coulée. Dans ce cas, l'adaptateur 18 en matériau réfractaire présente à sa partie supérieure une cavité annulaire 21 qui reçoit l'extrémité de la busette 19. L'extrémité inférieure tronconique 18a de l'adaptateur 18 est emboîtée de façon étanche dans la surface intérieure 11 a d'un anneau réfractaire 11.
  • Dans cette réalisation l'anneau réfractaire 11 joue. le même rôle vis-à-vis de l'adaptateur 18 que vis-à-vis de la busette de coulée 3 dans le cas des réalisations précédentes.
  • Cet adaptateur 18 est nécessaire dans tous les cas où la busette de coulée est trop courte. Cet adaptateur 18 jour parfois également le rôle de boîte pour collecter les gaz destinés à être insufflés dans l'acier liquide.
  • De plus, la forme et le mode de fixation de l'anneau réfractaire supérieur peuvent être modifiés pour s'adapter à toutes les formes possibles de busettes, pourvu que la surface intérieure de l'anneau soit en contact direct avec la surface extérieure de la busette.
  • De même, la forme et le mode de fixation de l'anneau inférieur 16 peuvent être modifiés pourvu que le métal liquide contenu dans le répartiteur de coulée n'entre pas en contact direct avec la paroi isolante 7 et avec la tôle extérieure 6.
  • Pour des facilités de montage et pour éviter que l'anneau inférieur ne se détériore lors du transport, on peut l'incorporer dans la tôle 6. L'acier en fusion venant au contact de la tôle 6 fait fondre cette dernière sur toute la profondeur d'immersion dans le bain d'acier. De ce fait, il est avantageux d'incorporer cet anneau suffisamment haut dans la tôle extérieure 6 pour que la partie inférieure de cette tôle non fondue puisse maintenir l'anneau en place.
  • Bien entendu, le tube de coulée conforme à l'invention peut être utilisé pour d'autres récipients métallurgiques que les poches de coulée et les répartiteurs de coulée.
  • D'autre part, il est avantageux que la tôle extérieure 6 du tube de coulée 5 comporte un bourrelet annulaire 22 en saillie vers l'extérieur (voir figure 2) définissant un espace annulaire vide 23 entre la tôle et la paroi intérieure 7 thermiquement isolante. Ce bourrelet 22 sert à maintenir au moyen d'un support 24 le tube 5 en appui contre la surface extérieure de la busette 3.
  • Dans la réalisation représentée sur la figure 2, l'espace annulaire vide 23 communique avec une tubulure horizontale 25 raccordée à une source de gaz non oxydant ou inert tel que de l'argon. Ce bourrelet 22 est ménagé de préférence en regard de la zone non frittable 16b adjacente à l'anneau 8 de la paroi 7, qui reste poreuse. Ainsi, le gaz introduit dans l'espace annulaire 19 diffuse au travers de la paroi 7, d'une façon régulière, tout autour de cette dernière et pénètre à l'intérieur du tube 7, en apportant au métal liquide une protection complémentaire contre l'oxydation.
  • Dans la réalisation de la figure 10, la tôle extérieure 6 comporte à sa partie supérieure un second bourrelet annulaire, constitué par un enroulement 26 du bord de la tôle vers l'intérieur. Cet enroulement 26 prend appui sur l'extrémité adjacente de la paroi isolante 7. Cet enroulement 26 définit un conduit annulaire communiquant avec une tubulure d'admission 28 de gaz inerte tel que de l'argon. L'enroulement 26 présente une série d'ouvertures 27 dirigées radialement vers l'axe du tube 5.
  • L'avantage de cette disposition est le suivant: étant donné que l'anneau 8 est en matériau réfractaire dur, ce matériau est susceptible de s'écailler lors qu'il est mis trop brutalement en contact avec le matériau réfractaire et dur de même nature que la busette 3 ou le prolongateur 19. Les écailles ainsi formées peuvent engendrer des entrées d'air à l'intérieur du tube de coulée 5, par aspiration (effet Venturi). L'enroulement 26 muni d'ouvertures 27 permet de réaliser des jets d'argon ou autre gaz inerte tout autour de la busette 3, en évitant ainsi toute pénétration d'air à l'intérieur du tube 5.

Claims (16)

1. Tube de coulée (5) thermiquement isolant destiné à être placé entre l'orifice de coulée d'un premier récipient métallurgique (1) et un second récipient métallurgique (4), l'une des extrémités (5a) du tube de coulée étant destinée à être engagée de façon amovible et sensiblement étanche sur la busette de coulée (3) ou sur un adaptateur (18) prolongeant la busette (19) du premier récipient (1), ce tube de coulée étant en un matériau constitué par des particules inorganiques éventuellement additionnées de fibres, enrobées dans un liant, ces particules inorganiques étant frittables sous l'effet de la chaleur du métal liquide passant dans ce tube, caractérisé en ce que l'extrémité (5a) du tube destinée à être engagée sur la busette de coulée (3) comporte un anneau (8, 9, 11, 12, 13, 14) en matériau réfractaire pratiquement exempt de matière organique, la surface interne de cet anneau étant destinée à venir en contact direct avec la busette de coulée (3) ou avec l'adaptateur (18) prolongeant la busette (19) la hauter de cet anneau étant suffisamment faible pour que la partie inférieure de la surface interne de l'anneau ne puisse pas venir en contact avec métal liquide passant dans ce tube.
2. Tube de coulée conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de l'anneau (8, 9, 11, 12, 13, 14) en matière réfractaire est au moins égale à la distance suivant laquelle ladite extrémité (5a) du tube (5) est destinée à être engagée sur ladite busette de coulée.
3. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, le tube étant réalisé par moulage, caractérisé en ce que l'anneau (8, 9, 11, 12, 13, 14) en matériau réfractaire est fixé au matériau de la paroi (7) du tube (5), lors du moulage de cette dernière.
4. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi de l'anneau réfractaire (8, 9, 11) est sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi (7), les surfaces intérieure et extérieure de l'anneau étant situées sensiblement dans le prolongement des surfaces intérieure et extérieure de la paroi (7) du tube.
5. Tube de coulée conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de contact entre l'anneau réfractaire (9) et la paroi (7) du tube comporte au moins un décrochement annulaire (10).
6. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'anneau réfractaire (11) est inférieure à celle de la paroi (7) du tube, la surface intérieure (11a) de cet anneau étant disposée sensiblement dans le prolongement de la surface intérieure (7a) du tube.
7. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de l'anneau réfractaire (12, 13) est inférieur au diamètre intérieur du tube.
8. Tube de coulée conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la surface extérieure (12a) de l'anneau (12) est disposée dans le prolongement de la surface intérieure (7a) du tube.
9. Tube de coulée conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de l'anneau réfractaire (13) est supérieur au diamètre intérieur du tube et en ce que cet anneau est en partie encastré dans un épaulement annulaire (13a) ménagé dans la paroi (7) du tube.
10. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau réfractaire (14) présente à la partie supérieure de sa surface intérieure un élargisse- memt annulaire (14a) destiné à recevoir l'extrémité libre de la busette de coulée (3).
11. Tube de coulée conformé à l'une quelconque des revendications 1 à 10, l'extrémité de ce tube opposée à la busette (3) du premier récipient (1) étant destinée à plonger dans le métal liquide (17) qui est coulé dans le second récipient (4), caractérisé en ce que ladite extrémité du tube comporte également un anneau réfractaire (16).
12. Tube de coulée conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le hauteur de l'anneau (16) est au moins égale à la profondeur d'immersion du tube (5) dans le métal liquide (17) contenu dans le second récipient de coulée (4).
13. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'anneau (16) est égale sensiblement à l'épaisseur de la paroi (7) du tube (5).
14. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13, et comportant une tôle extérieure de protection en métal, caractérisé en ce que cette tôle comporte un bourrelet annulaire (22) en saillie vers l'extérieur et définnissant un espace annulaire vide (23) entre cette tôle et la paroi intérieure (7) du tube, cet espace communiquant avec une tubulure (28) raccordée à une source de gaz non oxydant ou inerte.
15. Tube de coulée conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que ledit bourrelet annulaire (18) est adjacent à l'anneau réfractaire (8).
16. Tube de coulée conforme à l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la tôle extérieure (6) comporte à sa partie supérieure un bourrelet annulaire constitué par un enroulement (26) du bord de la tôle, cet enroulement étant en appui sur l'extrémité adjacente de la paroi (7) du tube et définissant en son intérieur un conduit annulaire communiquant avec une tubulure d'admission (28) de gaz inerte, cet enroulement (26) présentant une série d'ouvertures (27) dirigées radialement vers l'axe du tube.
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