EP0274290A1 - Process for casting steel comprising a protection of the metal bath by carbon dioxide snow - Google Patents

Process for casting steel comprising a protection of the metal bath by carbon dioxide snow Download PDF

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EP0274290A1
EP0274290A1 EP87402629A EP87402629A EP0274290A1 EP 0274290 A1 EP0274290 A1 EP 0274290A1 EP 87402629 A EP87402629 A EP 87402629A EP 87402629 A EP87402629 A EP 87402629A EP 0274290 A1 EP0274290 A1 EP 0274290A1
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EP
European Patent Office
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liquid
distributor
snow
argon
liquid metal
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EP87402629A
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German (de)
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Jean Foulard
Raymond Borasci
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Carboxyque Francaise SA
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Carboxyque Francaise SA
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/106—Shielding the molten jet
    • 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
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring

Definitions

  • the present invention relates to a method for casting steel from a first container into a second container in which protection against oxidation and / or nitriding of the liquid metal is provided. It relates more particularly to a continuous steel casting process in which successively: - pour the liquid steel from a converter or an electric oven into a pocket, - the liquid steel is poured from the ladle into a distributor, - The liquid steel from the distributor is poured into at least one continuous casting mold.
  • liquid metal is in contact with the atmosphere.
  • the nitriding and / or oxidation phenomenon mentioned above lasts from 45 seconds to approximately 4 minutes depending on the size and shape of the distributor.
  • the metal poured into the distributor before immersion of the nozzle is thus more or less strongly oxidized and / or nitrided and the steel billets or ingots formed from this metal do not have the desired metallurgical qualities.
  • said protection against oxidation and / or nitriding of the liquid metal is carried out by injection of carbon dioxide snow and / or liquid argon into the distributor, the injection being carried out in two successive steps: a first step of purging the distributor, taking place before the start of the pouring of the liquid metal, during which carbon dioxide snow and / or liquid argon are injected at a purge rate such as snow or l liquid argon reaches at least partially the bottom of the distributor in which they transform at least patiently into gas, so as to gradually expel the air present in said distributor, this step being completed when the oxygen concentration in the vicinity of the zone corresponding to foot of liquid metal spray at the start of casting is less than about 0.5%, a second step of maintaining the atmosphere around the jet foot, starting when the liquid metal begins to flow in the distributor, during which carbon dioxide snow and / or liquid argon are injected at a rate d '' maintenance, lower than the purge flow, such as the presence of this snow, and / or
  • the second step ends as soon as the lower end of the nozzle is substantially immersed in the liquid metal, the surface of the bath liquid metal in the distributor then being covered with a means of protection against oxidation and / or nitriding, known per se.
  • the maintenance flow will be at most equal to about 50% of the purge flow.
  • the method is characterized in that, before pouring the liquid steel from the converter or the electric furnace into the ladle, a quantity of carbon dioxide snow is injected into it, or sufficient liquid argon to purge said pocket: this quantity of dry ice is preferably between 0.2 and 5 kg per tonne of metal poured, while the flow of liquid argon is greater than 60 liters / min and preferably greater than or equal to 80 liters / min.
  • the duration of this purge is determined by measuring the acceptable residual oxygen concentration at the bottom of the bag. A usual duration is of the order of 45 seconds.
  • the method according to the invention applies to the casting of a jet of liquid steel from a first container into a second container, the casting jet and / or the surface of the bath.
  • liquid metal from the second container being protected against oxidation and / or nitriding by carbon dioxide, in the form of snow, or liquid argon injected in particular as has been explained above, in two successive stages.
  • carbon dioxide snow is used, while designating both carbon dioxide snow and liquid argon.
  • the liquid metal may be subjected to oxidation and / or nitriding.
  • the jet of liquid metal can be oxidized and / or nitrided from the start of the pouring of the electric oven into the ladle. It is therefore generally desirable to provide inerting of the liquid metal at the level of the pocket.
  • the distributor 7 is provided with orifices 8 and 9 allowing the pouring of the liquid metal into the ingot molds 10 and 11.
  • the jet of liquid metal is also, at this location, subjected to the action of the surrounding amosphere, causing oxidation and / or nitriding. This problem was solved by the Applicant by a method as disclosed in European Patent Application No. 213 042.
  • FIG. 2 a view in partial section of a distributor 7 above which has been placed.
  • a bag 4 provided with a nozzle 12.
  • Means 13, 14, 15 are provided for injecting carbon dioxide snow or liquid argon: the reservoir 13 of liquid carbon dioxide (or liquid argon) is connected to the lance 15 by means of a valve 14 (and a nozzle not shown) through which the expansion of the liquid carbon dioxide takes place in the form of snow which is projected into the area 20 of the distributor.
  • the argon remains in the liquid state when passing through the valve 14.
  • the latter essentially comprises a side wall 25 and a bottom wall 16 into which flow orifice openings 8.
  • a small wall 17 is placed opposite the wall 25 relative to the pouring orifice 8 while a baffle 18 is placed in the upper part of the distributor, but slightly offset from the wall, and further from the orifice 8 than said wall 17.
  • the nozzle 12 of the pocket 4 is arranged in the example of the embodiment of FIG. 2, between the two low walls 18 (one of which is not shown in the figure) so that said nozzle is in an area confined by said low walls 17 on the one hand, and said baffles 18 on the other hand. In the example illustrated in this FIG.
  • the lower end of the nozzle 12 is located at a distance D2 from the bottom of the distributor 16, greater than the height D1 of the wall 17, but less than the distance D3 separating the lower part of the baffle 18 of the bottom 16 of said distributor 6.
  • the end 21 of the lance 15 is preferably placed at a distance from the bottom 16 of the distributor, such that this distance is close to the distance D3, in order to allow better penetration of the snow to the bottom of the distributor when injecting it.
  • the distance D2 can be less than D1.
  • the first step of the process consists in purging the distributor of the air present therein. For this, we inject with the lance 15, the end of which is placed as described above, a large quantity of carbon dioxide snow, sufficient so that under the casting conditions (cold or hot distributor before the start carbon dioxide snow is deposited at least partially at the bottom of the distributor, in area 20, located around the lower part of the nozzle 12 and extending to the wall 17.
  • the end of the purge operation triggers the ladle to flow into the distributor. It is indeed very important that the liquid metal flows as soon as this purge flow ends in the distributor because, if it is otherwise, there is a relatively rapid rise in the oxygen concentration, within 1 about one minute. It will therefore be possible, in certain cases, to maintain this high purge flow for a few moments after having started the casting operation in the distributor, or to repeat the purging operation in the event of incidents, at the outlet of the bag, it happens.
  • the carbon dioxide snow present in the zone 20 sublimes quickly but a thickness of snow is maintained by injection of carbon dioxide snow by the lance 15, according to a second flow, or flow maintenance, lower than the purge flow.
  • This flow rate must however be sufficient for snow to cover the liquid metal during the progressive filling of the distributor, including when this liquid metal reaches a level greater than the height D1 of the wall and then spreads quickly throughout the distributor.
  • This holding flow in the form of a constant or substantially regularly decreasing flow, is maintained until the lower end 22 of the nozzle 12 is substantially immersed in the bath of liquid steel.
  • substantially is meant an immersion such that, taking into account the boiling and turbulence usual in this kind of casting, the lower end 22 always remains inside the liquid metal.
  • the injection of carbon dioxide in the form of snow is generally stopped on the surface of the liquid metal and the surface of the metal is covered with a protective powder or any other well-known means of l '' skilled person to limit the oxidation and / or nitriding of molten steel.
  • a protective powder any other well-known means of l '' skilled person to limit the oxidation and / or nitriding of molten steel.
  • Figure 3 is shown an alternative implementation of the method according to the invention in a distributor without a wall.
  • This confinement device 36 comprises a substantially cylindrical envelope 39 provided with a plurality of openings 37, 38 of height d4 such that the surface of the openings allows the liquid metal to flow into the distributor at a flow rate corresponding to that of the metal. 32 through the nozzle 33, in order to avoid an overflow of the metal above the walls 39 of the device 36.
  • This cylindrical device 36 made of metal (consumable), of refractory material (not consumable) or possibly of thick cardboard (which consumes slowly) is fixed by the flanges 40, 41, for example on the walls of the distributor 30.
  • the dry ice is injected, preferably symmetrically on either side of the nozzle 33, by the lances 34, 35.
  • the level of liquid metal rises progressively in the distributor until the nozzle is immersed in the liquid metal, continuous casting is then generally carried out at a flow rate equal to the flow of liquid metal through the nozzle.
  • this diameter is limited by the width of the distributor, as well as by the consumption of snow during the casting operation.
  • These openings are preferably located in the longitudinal part of the distributor, that is to say promoting a flow parallel to the walls thereof.
  • Figure 4 is shown in 4A a schematic sectional view of another embodiment of the invention, while in 4B is shown a top view.
  • the same elements as those in FIG. 3 have the same references.
  • the distributor 30 is in the present case, a narrow distributor (of small width) but of great length.
  • the protection device is limited to two side walls 50, 51 substantially matching the shapes of the distributor, of height d6 greater, as previously, at distance d7 from the lower base of the nozzle to the bottom of the distributor.
  • Each wall has openings 56, 57 in its lower part, arranged so that they allow the flow of liquid metal in the longitudinal direction of the distributor. In FIG. 4A, these openings are placed in the lower corners of the wall 50 (and of the wall 51 - not shown in the figure).
  • Each wall 50, 51 is held by two flanges 52, 53, respectively 54.55, whose lower ends are integral with the corresponding wall and whose upper ends are wound around the corresponding side walls of the distributor 30.
  • the lances are oriented so that the carbon dioxide snow jets, according to the flow rates corresponding to the invention, preferably come into contact with the metal between the nozzle and the walls 50, 51, near the jet base and substantially in the vertical zone of the wall 50, 51 not provided with openings (56, 57), in order to improve the confinement, in particular at the start of casting.
  • the distance between the walls 50, 51 follows substantially the same rules as those defined for determining the diameter of the device 36 in FIG.
  • the distance between the walls 50, 51 must remain reaisonnable so that the device fulfills its confinement function.
  • This distance can, for example, be of the same order of magnitude as the width of said walls 50, 51.
  • Example 1 The procedure is as in Example 1 but using liquid argon instead of carbon dioxide snow.
  • the injection times are the same for the purge and hold rates respectively.
  • the duration of the purging step can be slightly reduced compared to that of Example 1, the liquid argon generating the desired inerting more quickly. This duration can be between 20 and 90 seconds.
  • the flow of liquid argon during the purging step is between 15 liters / min and 30 liters / min and preferably 20 liters / min, for a preferential duration of 45 seconds, from 4 liters to 10 liters per minute and from preferably 6 liters / min during the holding step, the duration of which is at least equal to that of the casting.
  • liquid argon makes it possible to slightly decrease the oxidation of the metal compared to the use of dry ice, with which the results are however excellent.

Abstract

Process of casting steel from a ladle into a tundish, in which the metal which is in the tundish is protected against oxidation and nitridation. The process comprises two consecutive steps: a first step which includes flushing the tundish before the start of the casting of the liquid metal during which a high flow of dry ice or liquid argon is introduced until the oxygen concentration in the vicinity of the zone corresponding to the base of the jet of liquid metal at the start of the casting is lower than about 0.5%; and a second step for the upkeep of the atmosphere in the vicinity of the base of the jet which begins when the liquid metal starts to flow in the tundish, during which dry ice or liquid argon is injected as an upkeep flow which is less than the flushing flow, so as to maintain an oxygen concentration lower than about 0.5% in the vicinity of the base of the jet.

Description

La présente invention concerne un procédé de coulée d'acier d'un premier récipient dans un second récipient dans lequel on réalise un protection contre l'oxydation et/ou la nitruration du métal liquide. Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de coulée continue d'acier dans lequel successivement :
- on coule l'acier liquide d'un convertisseur ou d'un four électrique dans une poche,
- on coule l'acier liquide de la poche dans un répartiteur,
- on coule l'acier liquide du répartiteur dans au moins une lingotière de coulée continue.The present invention relates to a method for casting steel from a first container into a second container in which protection against oxidation and / or nitriding of the liquid metal is provided. It relates more particularly to a continuous steel casting process in which successively:
- pour the liquid steel from a converter or an electric oven into a pocket,
- the liquid steel is poured from the ladle into a distributor,
- The liquid steel from the distributor is poured into at least one continuous casting mold.

Au début d'une coulée d'acier liquide par exemple d'une poche dans un répartiteur ou lors de la coulée d'une première poche dans ce répartiteur en cas de séquence, le métal liquide est en contact avec l'atmosphère.At the start of a pouring of liquid steel, for example from a ladle into a distributor or during the casting of a first ladle into this distributor in the event of a sequence, the liquid metal is in contact with the atmosphere.

La hauteur de chute du métal liquide dans le répartiteur et les turbulences entraînent des réactions de nitruration et/ou d'oxydation assez importantes, celles-ci durant généralement jusqu'a l'immersion complète de la busette dans la métal liquide coulé dans le répartiteur, cette busette étant placée à l'extrémité inférieure de la poche et entourant le jet de coulée. Lorsque l'immersion de la partie inférieure de la busette a été réalisée, les problèmes de nitruration et/ou d'oxydation se posent moins car on utilise en générale des poudres de couverture que l'on répand à la surface du métal liquide dans le répartiteur, ou tout autre moyen connu analogue.The drop height of the liquid metal in the distributor and the turbulences lead to fairly significant nitriding and / or oxidation reactions, these generally lasting until the complete immersion of the nozzle in the liquid metal poured into the distributor , this nozzle being placed at the lower end of the pocket and surrounding the pouring jet. When the immersion of the lower part of the nozzle has been carried out, the problems of nitriding and / or oxidation are less of a problem since cover powders are generally used which are spread on the surface of the liquid metal in the distributor, or any other similar known means.

D'une manière générale lors d'une coulée poche - répartiteur, le phénomène de nitruration et/ou d'oxydation mentionné ci-dessus dure de 45 secondes à 4 minutes environ selon la taille et la forme du répartiteur. Le métal coulé dans le répartiteur avant l'immersion de la busette est ainsi plus ou moins fortement oxydé et/ou nitruré et les billettes ou lingots d'acier formés à partir de ce métal n'ont pas les qualités métallurgiques désirées.Generally, during a ladle - distributor casting, the nitriding and / or oxidation phenomenon mentioned above lasts from 45 seconds to approximately 4 minutes depending on the size and shape of the distributor. The metal poured into the distributor before immersion of the nozzle is thus more or less strongly oxidized and / or nitrided and the steel billets or ingots formed from this metal do not have the desired metallurgical qualities.

Parmis les procédés connus pour éviter ces inconvénients figure le procédé connu sous la dénomination commerciale "SPAL", mis au point par la Demanderesse et utilisant des liquides cryogéniques tels que l'argon ou l'azote liquide qui protègent très efficacement la zône d'impact du jet de métal en inertant le fond des récipients avant le début de la coulée et en recouvrant ensuite la surface du métal liquide à protéger.Among the processes known to avoid these drawbacks is the process known under the trade name "SPAL", developed by the Applicant and using cryogenic liquids such as argon or liquid nitrogen which very effectively protect the impact area of the metal jet by inerting the bottom of the containers before the start of the casting and then covering the surface of the liquid metal to be protected.

Cependant, lorsque l'on désire également réaliser des aciers ayant un faible pourcentage d'azote c'est-à-dire lorsque l'on veut éviter une nitruration de l'acier, il n'est pas possible d'utiliser l'azote liquide pour la protection du métal en fusion. Dans ce cas, le seul procédé actuellement disponible consiste à utiliser de l'argon liquide répandu sur la surface du métal liquide. Cependant, l'argon est un gaz relativement cher et l'on recherche actuellement une solution plus économique permettant d'obtenir des résultats métallurgiques sensiblement identiques à ceux procurés lors de l'utilisation de l'argon liquide. Le procédé selon l'invention permet de répondre au problème ainsi posé. Dans ce but, il est caractérisé en ce que ladite protection contre l'oxydation et/ou la nitruration du métal liquide est réalisée par injection de neige carbonique et/ou d'argon liquide dans le répartiteur, l'injection s'effectuant en deux étapes successives :
- une première étape de purge du répartiteur, se déroulant avant le début de la coulée du métal liquide, au cours de laquelle on injecte de la neige carbonique et/ou de l'argon liquide selon un débit de purge tel que la neige ou l'argon liquide atteigne au moins partiellement le fond du répartiteur dans lequel ils se transforment au moins patiellement en gaz, de manière à progressivement chasser l'air présent dans ledit répartiteur, cette étape étant terminée lorsque la concentration en oxygène au voisinage la zône correspondant au pied de jet de métal liquide au début de la coulée est inférieure à environ 0,5 %,
- une second étape d'entretien de l'atmosphère aux environs du pied de jet, débutant lorsque le métal liquide commence à couler dans le répartiteur, au cours de laquelle on injecte la neige carbonique et/ou l'argon liquide selon un débit d'entretien, inférieur au débit de purge, tel que la présence de cette neige, et/ou l'argon liquide ou du gaz résultant de leur transformation dans une zône située au voisinage du pied de jet et/ou à la surface du métal liquide dans ledit répartiteur maintienne une atmosphère contenant moins de 0,5 % en volume d'oxygène dans ladite zône, la coulée de l'acier liquide commençant sensiblement à la fin de la première étape, de préférence dès la fin de celle-ci.However, when it is also desired to produce steels having a low percentage of nitrogen, that is to say when it is desired to avoid nitriding of the steel, it is not possible to use nitrogen liquid for protecting molten metal. In this case, the only method currently available consists in using liquid argon spilled on the surface of the liquid metal. However, argon is a relatively expensive gas and a more economical solution is currently being sought which makes it possible to obtain metallurgical results which are substantially identical to those obtained when using liquid argon. The method according to the invention makes it possible to respond to the problem thus posed. For this purpose, it is characterized in that said protection against oxidation and / or nitriding of the liquid metal is carried out by injection of carbon dioxide snow and / or liquid argon into the distributor, the injection being carried out in two successive steps:
a first step of purging the distributor, taking place before the start of the pouring of the liquid metal, during which carbon dioxide snow and / or liquid argon are injected at a purge rate such as snow or l liquid argon reaches at least partially the bottom of the distributor in which they transform at least patiently into gas, so as to gradually expel the air present in said distributor, this step being completed when the oxygen concentration in the vicinity of the zone corresponding to foot of liquid metal spray at the start of casting is less than about 0.5%,
a second step of maintaining the atmosphere around the jet foot, starting when the liquid metal begins to flow in the distributor, during which carbon dioxide snow and / or liquid argon are injected at a rate d '' maintenance, lower than the purge flow, such as the presence of this snow, and / or the liquid argon or gas resulting from their transformation in an area located in the vicinity of the jet foot and / or on the surface of the liquid metal in said distributor maintains an atmosphere containing less than 0.5% by volume of oxygen in said zone, the pouring of the liquid steel starting substantially at the end of the first step, preferably from the end of the latter.

Selon un mode préférentiel de réalisation, dans lequel la poche est munie d'une busette placée autour de son orifice de coulée, la seconde étape se termine dès que l'extrémité inférieure de la busette est substantiellement immergée dans le métal liquide, la surface du bain de métal liquide dans le répartiteur étant alors recouverte d'un moyen de protection contre l'oxydation et/ou la nitruration, connu en soi.According to a preferred embodiment, in which the bag is provided with a nozzle placed around its pouring orifice, the second step ends as soon as the lower end of the nozzle is substantially immersed in the liquid metal, the surface of the bath liquid metal in the distributor then being covered with a means of protection against oxidation and / or nitriding, known per se.

De préférence, le débit d'entretien sera au plus égal à environ 50 % du débit de purge.Preferably, the maintenance flow will be at most equal to about 50% of the purge flow.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le procédé est caractérisé en ce que, avant la coulée de l'acier liquide du convertisseur ou du four électrique dans la poche, on injecte dans celle-ci une quantité de neige carbonique ou d'argon liquide suffisante pour réaliser une purge de ladite poche : cette quantité de neige carbonique est de préférence comprise entre 0,2 et 5 kg par tonne de métal coulé, tandis que le débit d'argon liquide est supérieur à 60 litres/min et de préférence supérieur ou égal à 80 litres/min. La durée de cette purge est déterminée par la mesure de la concentration résiduelle acceptable en oxygène au fond de la poche. Une durée habituelle est de l'ordre de 45 secondes. Bien entendu, d'une manière générale, le procédé selon l'invention s'applique à la coulée d'un jet d'acier liquide d'un premier récipient dans un second récipient, le jet de coulée et/ou la surface du bain de métal liquide du second récipient étant protégés contre l'oxydation et/ou la nitruration par l'anhydride carbonique, sous forme de neige, ou l'argon liquide injectés en particulier comme cela a été explicité ci-dessus, en deux étapes successives. Dans tout l'exposé de l'invention, on utilise le terme neige carbonique, tout en désignant à la fois la neige carbonique et l'argon liquide.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the method is characterized in that, before pouring the liquid steel from the converter or the electric furnace into the ladle, a quantity of carbon dioxide snow is injected into it, or sufficient liquid argon to purge said pocket: this quantity of dry ice is preferably between 0.2 and 5 kg per tonne of metal poured, while the flow of liquid argon is greater than 60 liters / min and preferably greater than or equal to 80 liters / min. The duration of this purge is determined by measuring the acceptable residual oxygen concentration at the bottom of the bag. A usual duration is of the order of 45 seconds. Of course, in general, the method according to the invention applies to the casting of a jet of liquid steel from a first container into a second container, the casting jet and / or the surface of the bath. of liquid metal from the second container being protected against oxidation and / or nitriding by carbon dioxide, in the form of snow, or liquid argon injected in particular as has been explained above, in two successive stages. Throughout the description of the invention, the term carbon dioxide snow is used, while designating both carbon dioxide snow and liquid argon.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent :

  • la figure 1, une représentation schématique des différentes étapes de coulée d'un acier réalisé à partir d'un haut-fourneau ou d'un four électrique.
  • La figure 2 une vue en coupe partielle d'un exemple de réalisation de l'invention mise en oeuvre dans un répartiteur.
  • La figure 3, une variante de réalisation avec réceptacle, de l'invention, dans un répartiteur sans muret.
  • La figure 4, une autre variante de réalisation de l'invention avec un muret de part et d'autre du jet de coulée.
La figure 1 représente une vue schématique des différentes étapes de réalisation d'un lingot d'acier. Schématiquement, cet acie est réalisé soit à partir d'un haut fourneau 1 délivrant de la fonte qui est affinée dans un convertisseur à oxygène 2, soit à partir d'un four électrique à arc 3 utilisant de la ferraille comme matériau de départ, l'acier réalisé étant dans l'un et l'autre cas versé dans une poche 4, cette poche servant à alimenter un répartiteur 7 muni de plusieurs orifices 8, 9 placés au dessus de lingotières 10, 11 de coulée continue. Le répartiteur 7 est régulièrement alimenté pa des poches 4 lors d'une séquence ou bien par une seule poche 4 lorsqu'une coulée continue est effectuée poche par poche.The invention will be better understood with the aid of the following embodiments, given without limitation, together with the figures which represent:
  • Figure 1, a schematic representation of the different stages of casting a steel made from a blast furnace or an electric oven.
  • Figure 2 a partial sectional view of an embodiment of the invention implemented in a distributor.
  • Figure 3, an alternative embodiment with receptacle, of the invention, in a distributor without wall.
  • Figure 4, another alternative embodiment of the invention with a low wall on either side of the casting jet.
FIG. 1 represents a schematic view of the various stages of production of a steel ingot. Schematically, this steel is produced either from a blast furnace 1 delivering cast iron which is refined in an oxygen converter 2, or from an electric arc furnace 3 using scrap as starting material, l 'steel produced being in both cases poured into a pocket 4, this pocket serving to feed a distributor 7 provided with several orifices 8, 9 placed above ingot molds 10, 11 of continuous casting. The distributor 7 is regularly supplied by pockets 4 during a sequence or by a single pocket 4 when continuous casting is carried out pocket by pocket.

Lors du déroulement de ce procédé de coulée continue, le métal liquide peut être soumis à une oxydation et/ou une nitruration.During the course of this continuous casting process, the liquid metal may be subjected to oxidation and / or nitriding.

Lorsque l'acier est issu d'un convertisseur, cet acier est effervescent lors du début de la coulée dans la poche puis est calmé au cours de cette coulée c'est-à-dire qu'on le débarasse de tout l'oxygène accumulé lors du soufflage d'oxygène dans la fonte afin d'affiner celle-ci et la transformer en acier. Dès que cet acier est débarassé de son oxygène, se pose alors le problème de l'oxydation et de la nitruration. Un problème de ce type a déjà été résolu par l'utilisation du procédé de la Demanderesse décrit dans le brevet européen no196952.When the steel comes from a converter, this steel is effervescent at the start of the pouring into the ladle then is calmed during this pouring, that is to say that it is rid of all the oxygen accumulated when blowing oxygen into the cast iron in order to refine it and transform it into steel. As soon as this steel is rid of its oxygen, the problem of oxidation and nitriding then arises. A problem of this type has already been solved by the use of Applicants' method described in European Patent No. 196,952.

Lorsque cet acier est fourni par un four électrique, le jet de métal liquide peut être oxydé et/ou nitruré dès le début de la coulée du four électrique dans la poche. Il est donc souhaitable d'une manière générale de prévoir un inertage du métal liquide au niveau de la poche. Bien entendu, si la nuance élaborée et précedemment traitée dans la poche, nécessite un autre traitement métallurgique en poche, avec ou sans chauffage, tel que, l'injection profonde de Si - Ca, par exemple, ou l'utilisation d'un fil fourré, et/ou un bullage d'homogénéisation, il peut également s'avérer utile de procéder à un inertage de la surface du métal fondu en recouvrant celle-ci d'une couche de neige carbonique et/ou d'argon liquide afin d'éviter la réoxydation et/ou la renitruration du métal. Bien entendu ces traitements au niveau de la poche sont indépendants de ceux réalisés au niveau du répartiteur. Ils peuvent être réalisés indépendamment de ceux-ci ou en combinaison avec le traitement au niveau du répartiteur.When this steel is supplied by an electric oven, the jet of liquid metal can be oxidized and / or nitrided from the start of the pouring of the electric oven into the ladle. It is therefore generally desirable to provide inerting of the liquid metal at the level of the pocket. Of course, if the grade developed and previously treated in the ladle, requires another metallurgical treatment in ladle, with or without heating, such as, the deep injection of S i - C a , for example, or the use of a cored wire, and / or a homogenization bubbling, it may also prove useful to inertize the surface of the molten metal by covering it with a layer of dry ice and / or liquid argon in order to avoid reoxidation and / or renitriding of the metal. Of course, these treatments at the level of the pocket are independent of those carried out at the level of the distributor. They can be performed independently of these or in combination with processing at the dispatcher.

Lorsque la poche est remplie d'acier, celui-ci est transféré dans le répartiteur 7 à l'aide de la busette 12 située généralement sous la poche. Au début de la coulée de la poche dans le répartiteur, le métal liquide est en contact avec l'atmosphère et la hauteur de chute et les turbulences entraînent des réactions de nitruration et/ou d'oxydation qui peuvent être importantes. C'est un objet de la présente invention, notamment, que de prévoir un procédé permettant de réaliser l'inertage du répartiteur. Cet inertage n'est cependant généralement nécessaire que jusqu'à l'immersion de la busette dans le métal liquide contenu dans le répartiteur, car il est connu, dès que cette immersion est substantiellement réalisée, de recouvrir le métal liquide de poudres dites de couverture limitant l'oxydation et/ou la nitruration. Il peut s'avérer cependant utile, dans le cas de nuances d'acier particulières, d'améliorer cet inertage à l'aide de poudres par l'adjonction supplémentaire d'anhydride carbonique sous forme de neige. Dans certain cas, on préférera n'avoir recours qu'à la neige seule, en quantité déterminée.When the pocket is filled with steel, this is transferred to the distributor 7 using the nozzle 12 generally located under the pocket. At the start of the pouring of the ladle into the distributor, the liquid metal is in contact with the atmosphere and the fall height and the turbulence cause nitriding and / or oxidation reactions which can be significant. It is an object of the present invention, in particular, to provide a method for carrying out the inerting of the distributor. This inerting is however generally only necessary until the immersion of the nozzle in the liquid metal contained in the distributor, because it is known, as soon as this immersion is substantially carried out, to cover the liquid metal with so-called covering powders limiting oxidation and / or nitriding. It may however prove useful, in the case of particular steel grades, to improve this inerting with the aid of powders by the additional addition of carbon dioxide in the form of snow. In some cases, it will be preferable to use only snow alone, in a determined quantity.

Le répartiteur 7 est muni d'orifices 8 et 9 permettant la coulée du métal liquide dans les lingotières 10 et 11. Le jet de métal liquide est également, en cet endroit, soumis à l'action de l'amosphère environnante, engendrant une oxydation et/ou une nitruration. Ce problème a été résolu par la Demanderesse par un procédé tel que décrit dans la demande de brevet européen no213 042.The distributor 7 is provided with orifices 8 and 9 allowing the pouring of the liquid metal into the ingot molds 10 and 11. The jet of liquid metal is also, at this location, subjected to the action of the surrounding amosphere, causing oxidation and / or nitriding. This problem was solved by the Applicant by a method as disclosed in European Patent Application No. 213 042.

Actuellement, se pose donc encore essentiellement le problème de l'inertage du répartiteur qui va être explicité plus en détails à l'aide de la figure 2 sur laquelle est représentée une vue en coupe partielle d'un répartiteur 7 au dessus duquel a été placée une poche 4 munie d'une busette 12. Des moyens 13, 14, 15 sont prévus pour l'injection de neige carbonique ou d'argon liquide : le réservoir 13 d'anhydride carbonique liquide (ou d'argon liquide) est relié à la lance 15 par l'intermédiaire d'une vanne 14 (et une buse non représentée) à travers laquelle s'effectue la détente de l'anhydride carbonique liquide sous forme de neige qui est projetée dans la zône 20 du répartiteur. (L'argon reste à l'état liquide lors du passage par la vanne 14.) Celui-ci comporte essentiellement une paroi latérale 25 et une paroi de fond 16 dans laquelle débouchent des orifices de coulée 8. Ces différentes parois 25, 16 ainsi que l'orifice 8 sont pourvus d'un revêtement réfractaire. Un petit muret 17 est placé à l'opposé de la paroi 25 par rapport à l'orifice de coulée 8 tandis qu'une chicane 18 est placée dans la partie supérieure du répartiteur, mais légèrement décalée par rapport au muret, et plus éloignée de l'orifice 8 que ledit muret 17. La busette 12 de la poche 4 est disposée dans l'exemple de la réalisation de la figure 2, entre les deux murets 18 (dont l'un n'est pas représenté sur la figure) de sorte que ladite busette se trouve dans une zône confinée par lesdits murets 17 d'une part, et lesdites chicanes 18 d'autre part. Dans l'exemple illustré sur cette figure 2, l'extrémité inférieure de la busette 12 se trouve à une distance D2 du fond du répartiteur 16, supérieure à la hauteur D1 du muret 17, mais inférieure à la distance D3 séparant la partie inférieure de la chicane 18 du fond 16 dudit répartiteur 6. L'extrémité 21 de la lance 15 est de préférence placée à une distance du fond 16 du répartiteur, telle que cette distance est voisine de la distance D3, afin de permettre une meilleure pénétration de la neige jusqu'au fond du répartiteur lors de l'injection de celle-ci. Bien entendu, si le muret 17 est suffisamment haut, la distance D2 peut être inférieure à D1.Currently, therefore, there still essentially arises the problem of the inerting of the distributor which will be explained in more detail with the aid of FIG. 2 in which is shown a view in partial section of a distributor 7 above which has been placed. a bag 4 provided with a nozzle 12. Means 13, 14, 15 are provided for injecting carbon dioxide snow or liquid argon: the reservoir 13 of liquid carbon dioxide (or liquid argon) is connected to the lance 15 by means of a valve 14 (and a nozzle not shown) through which the expansion of the liquid carbon dioxide takes place in the form of snow which is projected into the area 20 of the distributor. (The argon remains in the liquid state when passing through the valve 14.) The latter essentially comprises a side wall 25 and a bottom wall 16 into which flow orifice openings 8. These different walls 25, 16 thus that the orifice 8 are provided with a refractory lining. A small wall 17 is placed opposite the wall 25 relative to the pouring orifice 8 while a baffle 18 is placed in the upper part of the distributor, but slightly offset from the wall, and further from the orifice 8 than said wall 17. The nozzle 12 of the pocket 4 is arranged in the example of the embodiment of FIG. 2, between the two low walls 18 (one of which is not shown in the figure) so that said nozzle is in an area confined by said low walls 17 on the one hand, and said baffles 18 on the other hand. In the example illustrated in this FIG. 2, the lower end of the nozzle 12 is located at a distance D2 from the bottom of the distributor 16, greater than the height D1 of the wall 17, but less than the distance D3 separating the lower part of the baffle 18 of the bottom 16 of said distributor 6. The end 21 of the lance 15 is preferably placed at a distance from the bottom 16 of the distributor, such that this distance is close to the distance D3, in order to allow better penetration of the snow to the bottom of the distributor when injecting it. Of course, if the wall 17 is high enough, the distance D2 can be less than D1.

La mise en oeuvre du procédé selon l'invention s'effectue de la manière suivante :
Avant de commencer la coulée de la poche dans le répartiteur ou au début d'une séquence de coulée poche - répartiteur, on réalise la première étape du procédé consistant à purger le répartiteur de l'air présent dans celui-ci. Pour cela, on inject à l'aide de la lance 15, dont l'extrémité est placée comme décrit ci-dessus, une quantité de neige carbonique importante, suffisante pour que dans les conditions de la coulée (répartiteur froid ou chaud avant le début de la coulée) la neige carbonique se dépose au moins partiellement au fond du répartiteur, dans la zône 20, située aux environs de la partie inférieure de la busette 12 et s'étendant jusqu'au muret 17. En ajustant le débit de neige carbonique de manière convenable, en ayant éventuellement plusieurs lances placées en différents points de l'espace situé entre la busette et la chicane 18, on constate généralement que cette opération de purge du répartiteur s'effectue en une durée de l'ordre 30 secondes à 1 minute environ. On place une sonde à oxygène dans la zône 20, à proximité de la partie inférieure de la busette 12 et l'on considère généralement que la purge a été correctement réalisée lorsque la concentration en oxygène est inférieure à 0,5 %. Il suffit d'ailleurs, pour un répartiteur donné, d'effectuer les réglages et mesures nécessaires une première fois pour connaître en fonction d'un débit donné de neige carbonique, la durée de cette purge. Il est ensuite inutile de placer la sonde au fond du répartiteur, mais il suffit alors de mesurer la durée d'injection correspondante, pour un débit de neige donné. La fin de l'opération de purge déclenche la coulée de la poche dans le répartiteur. Il est en effet très important que le métal liquide coule dès la fin de ce débit de purge dans le répartiteur car l'on constate, s'il en est autrement, une remontée relativement rapide de la concentration en oxygène, dans un délai de l'ordre d'une minute environ. On pourra donc, dans certains cas, maintenir ce débit élevé de purge encore quelques instants après avoir commencé l'opération de coulée dans le répartiteur, ou recommencer l'opération de purge en cas d'incidents, au débouché de la poche, s'il s'en produit.The implementation of the method according to the invention is carried out as follows:
Before starting the pouring of the ladle into the distributor or at the start of a ladle - distributor distribution sequence, the first step of the process consists in purging the distributor of the air present therein. For this, we inject with the lance 15, the end of which is placed as described above, a large quantity of carbon dioxide snow, sufficient so that under the casting conditions (cold or hot distributor before the start carbon dioxide snow is deposited at least partially at the bottom of the distributor, in area 20, located around the lower part of the nozzle 12 and extending to the wall 17. By adjusting the flow of carbon dioxide snow suitably, possibly having several lances placed at different points in the space between the nozzle and the baffle 18, it is generally found that this operation of purging the distributor takes place in a period of the order of 30 seconds to 1 about a minute. An oxygen sensor is placed in the zone 20, near the lower part of the nozzle 12 and it is generally considered that the purging has been correctly carried out when the oxygen concentration is less than 0.5%. It is also enough, for a given distributor, to make the necessary adjustments and measurements a first time to know according to a given flow of dry ice, the duration of this purge. It is then unnecessary to place the probe at the bottom of the distributor, but it is then enough to measure the corresponding injection time, for a given snow flow. The end of the purge operation triggers the ladle to flow into the distributor. It is indeed very important that the liquid metal flows as soon as this purge flow ends in the distributor because, if it is otherwise, there is a relatively rapid rise in the oxygen concentration, within 1 about one minute. It will therefore be possible, in certain cases, to maintain this high purge flow for a few moments after having started the casting operation in the distributor, or to repeat the purging operation in the event of incidents, at the outlet of the bag, it happens.

Lorsque débute la coulée de métal liquide à travers la busette 12, la neige carbonique, présente dans la zône 20, se sublime rapidement mais une épaisseur de neige est maintenue par injection de neige carbonique par la lance 15, selon un deuxième débit, ou débit d'entretien, inférieur au débit de purge. Ce débit doit être cependant suffisant pour que de la neige recouvre le métal liquide lors du remplissage progressif du répartiteur, y compris lorsque ce métal liquide atteint un niveau supérieur à la hauteur D1 du muret et se répand alors rapidement dans l'ensemble du répartiteur. Ce débit de maintien, sous forme de débit constant ou décroissant sensiblement régulièrement, est maintenu, jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 22 de la busette 12 soit immergée substantiellement dans le bain d'acier liquide. Par substantiellement, on entend une immersion telle que, compte tenu des bouillonnements et des turbulences habituelles dans ce genre de coulée, l'extrémité inférieure 22 reste toujours à l'intérieur du métal liquide. Lorsque ceci est réalisé, on arrête généralement l'injection d'anhydride carbonique sous forme de neige à la surface du métal liquide et on recouvre la surface du métal à l'aide d'une poudre de protection ou tout autre moyen bien connu de l'homme de métier pour limiter l'oxydation et/ou la nitruration de l'acier en fusion. Bien entendu, on peut commencer l'opération de couverture de la surface du métal liquide avec la poudre avant de cesser l'injection de neige carbonique. Dans ce dernier cas, on pourra par exemple pour des nuances particulières d'acier continuer l'injection de neige selon le débit de maintien (constant ou décroissant), ou selon un débit inférieur ou par injection séquentielle de neige, de manière à toujours maintenir au moins une mince couverture de neige coopérant ainsi avec la poudre de couverture ou tout autre moyen équivalent.When the pouring of liquid metal through the nozzle 12 begins, the carbon dioxide snow, present in the zone 20, sublimes quickly but a thickness of snow is maintained by injection of carbon dioxide snow by the lance 15, according to a second flow, or flow maintenance, lower than the purge flow. This flow rate must however be sufficient for snow to cover the liquid metal during the progressive filling of the distributor, including when this liquid metal reaches a level greater than the height D1 of the wall and then spreads quickly throughout the distributor. This holding flow, in the form of a constant or substantially regularly decreasing flow, is maintained until the lower end 22 of the nozzle 12 is substantially immersed in the bath of liquid steel. By substantially, is meant an immersion such that, taking into account the boiling and turbulence usual in this kind of casting, the lower end 22 always remains inside the liquid metal. When this is done, the injection of carbon dioxide in the form of snow is generally stopped on the surface of the liquid metal and the surface of the metal is covered with a protective powder or any other well-known means of l '' skilled person to limit the oxidation and / or nitriding of molten steel. Of course, one can start the operation of covering the surface of the liquid metal with the powder before stopping the injection of dry ice. In the latter case, we can for example for particular grades of steel continue the injection of snow according to the holding flow (constant or decreasing), or at a lower flow rate or by sequential snow injection, so as to always maintain at least a thin covering of snow, thus cooperating with the covering powder or any other equivalent means.

Par l'utilisation de neige carbonique, on génère ainsi à la surface du métal à inerter une grande quantité de gaz froid (845 litres de gaz par kilo de neige) ce gaz ayant une forte densité de l'ordre de 1,9, ce qui lui permet, lorsqu'il se trouve dans la partie inférieure du répartiteur, de chasser l'air qui s'y trouvait auparavant et d'isoler ainsi le métal liquide de l'atmosphère environnante, en s'interposant tout au long de la coulée de métal liquide entre l'air ambiant et le bain de métal liquide.By using carbon dioxide snow, a large amount of cold gas is generated on the surface of the metal to be inerted (845 liters of gas per kilo of snow), this gas having a high density of the order of 1.9, which which allows it, when it is in the lower part of the distributor, to expel the air which was previously there and thus to isolate the liquid metal from the surrounding atmosphere, by interposing throughout the pouring of liquid metal between the ambient air and the bath of liquid metal.

Sur la figure 3 est représentée une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans un répartiteur sans muret.In Figure 3 is shown an alternative implementation of the method according to the invention in a distributor without a wall.

Dans ce cas, il est prévu d'ajouter un dispositif 36 pour confiner l'anhydride carbonique sous forme de neige, injecté au voisinage du pied de jet, ainsi que le gaz résultant de la sublimation de cette neige carbonique.In this case, provision is made to add a device 36 for confining carbon dioxide in the form of snow, injected in the vicinity of the jet foot, as well as the gas resulting from the sublimation of this carbon dioxide snow.

Ce dispositif de confinement 36 comporte une enveloppe 39 sensiblement cylindrique munie d'une pluralité d'ouvertures 37, 38 de hauteur d₄ telle que la surface des ouvertures permet au métal liquide de s'écouler dans le répartiteur selon un débit correspondant à celui du métal 32 à travers la busette 33, afin d'éviter un débordement du métal au dessus des parois 39 du dispositif 36. Ce dispositif cylindrique 36, en métal (consommable), en matériau réfractaire (non consommable) ou éventuellement en carton épais (qui se consume lentement) est fixé par les brides 40, 41, par exemple sur les parois du répartiteur 30. La neige carbonique est injectée, de préférence symétriquement de part et d'autre de la busette 33, par les lances 34, 35. Le niveau de métal liquide s'élève progressivement dans le répartiteur jusqu'à ce que la busette soit immergée dans le métal liquide, la coulée continue s'effectuant alors en général à un débit égal au débit de métal liquide à travers la busette. Dans ce dispositif, plus le diamètre du dispositif 36 est grand et plus la hauteur des ouvertures est réduite (à surface égale) et donc meilleur est le confinement du jet de métal. Toutefois, ce diamètre est limité par la largeur du répartiteur, ainsi que par la consommation de neige au cours de l'opération de coulée. Ces ouvertures sont de préférence situées dans la partie longitudinale, du répartiteur, c'est-à-dire favorisant un éculement parallèle aux parois de celui-ci.This confinement device 36 comprises a substantially cylindrical envelope 39 provided with a plurality of openings 37, 38 of height d₄ such that the surface of the openings allows the liquid metal to flow into the distributor at a flow rate corresponding to that of the metal. 32 through the nozzle 33, in order to avoid an overflow of the metal above the walls 39 of the device 36. This cylindrical device 36, made of metal (consumable), of refractory material (not consumable) or possibly of thick cardboard (which consumes slowly) is fixed by the flanges 40, 41, for example on the walls of the distributor 30. The dry ice is injected, preferably symmetrically on either side of the nozzle 33, by the lances 34, 35. The level of liquid metal rises progressively in the distributor until the nozzle is immersed in the liquid metal, continuous casting is then generally carried out at a flow rate equal to the flow of liquid metal through the nozzle. In this device, the larger the diameter of the device 36 and the more the height of the openings is reduced (with equal surface area) and therefore the better the confinement of the metal jet. However, this diameter is limited by the width of the distributor, as well as by the consumption of snow during the casting operation. These openings are preferably located in the longitudinal part of the distributor, that is to say promoting a flow parallel to the walls thereof.

Sur la figure 4 est représentée en 4A une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention, tandis qu'en 4B est représentée une vue de dessus. Les mêmes éléments que ceux de la figure 3 portent les mêmes références.In Figure 4 is shown in 4A a schematic sectional view of another embodiment of the invention, while in 4B is shown a top view. The same elements as those in FIG. 3 have the same references.

Le répartiteur 30 est dans le cas présent, un répartiteur étroit (de faible largeur) mais de grande longueur. Dans ce cas, le dispositif de protection se limite à deux parois latérales 50, 51 épousant sensiblement les formes du répartiteur, de hauteur d6 supérieure, comme précédemment, à la distance d7 de la base inférieure de la busette au fond du répartiteur. Chaque paroi comporte des ouvertures 56, 57 dans sa partie inférieure, disposées de telle sorte qu'elles permettent l'écoulement du métal liquide dans le sens longitudinal du répartiteur. Sur la figure 4A, ces ouvertures sont placées dans les angles inférieurs de la paroi 50 (et de la paroi 51 - non représentée sur la figure).The distributor 30 is in the present case, a narrow distributor (of small width) but of great length. In this case, the protection device is limited to two side walls 50, 51 substantially matching the shapes of the distributor, of height d6 greater, as previously, at distance d7 from the lower base of the nozzle to the bottom of the distributor. Each wall has openings 56, 57 in its lower part, arranged so that they allow the flow of liquid metal in the longitudinal direction of the distributor. In FIG. 4A, these openings are placed in the lower corners of the wall 50 (and of the wall 51 - not shown in the figure).

Chaque paroi 50, 51 est maintenue par deux brides 52, 53, respectivement 54,55, dont les extrémités inférieures sont solidaires de la paroi correspondante et dont les extrémités supérieures viennent s'enrouler autour des murs latéraux correspondants du répartiteur 30. Les lances sont orientées de sorte que les jets de neige carbonique, selon les débits correspondant à l'invention, viennent de préférence au contact du métal entre la busette et les parois 50, 51, à proximité du pied de jet et sensiblement dans la zône verticale de la paroi 50, 51 non munie d'ouvertures (56, 57), afin d'améliorer le confinement, en particulier en début de coulée. La distance entre les parois 50, 51 suit sensiblement les mêmes règles que celles définies pour la détermination du diamètre du dispositif 36 de la figure 3, notamment vis-à-vis de la surface des ouvertures 56, 57, leur nombre et/ou leur disposition. Bien entendu, la distance entre les parois 50, 51 doit rester reaisonnable afin que le dispositif remplisse sa fonction de confinement. Cette distance peut, par exemple être du même ordre de grandeur que la largeur desdites parois 50, 51.Each wall 50, 51 is held by two flanges 52, 53, respectively 54.55, whose lower ends are integral with the corresponding wall and whose upper ends are wound around the corresponding side walls of the distributor 30. The lances are oriented so that the carbon dioxide snow jets, according to the flow rates corresponding to the invention, preferably come into contact with the metal between the nozzle and the walls 50, 51, near the jet base and substantially in the vertical zone of the wall 50, 51 not provided with openings (56, 57), in order to improve the confinement, in particular at the start of casting. The distance between the walls 50, 51 follows substantially the same rules as those defined for determining the diameter of the device 36 in FIG. 3, in particular with respect to the surface of the openings 56, 57, their number and / or their disposition. Of course, the distance between the walls 50, 51 must remain reaisonnable so that the device fulfills its confinement function. This distance can, for example, be of the same order of magnitude as the width of said walls 50, 51.

EXEMPLE 1 :EXAMPLE 1:

A partir d'une poche de coulée de 140 Tonnes d'acier doux calmé à l'aluminium, on coule cet acier dans un répartiteur du 13 Tonnes avec murets et chicanes, sans couvercle, comme représenté sur la figure 2. L'étape de purge de la zône centrale autour de la busette a une durée comprise entre 30ʺ et 1ʹ30ʺ, avec un débit de CO₂ sous forme de neige de 15 à 50 Kg/minute.
- Dès le début de la coulée, l'opération de purge est terminée et l'on injecte un débit dit de "maintien", compris entre 10 et 30 Kg/minute de CO₂ sous forme de neige. Dans les deux cas, la neige est injectée de préférence en deux points, de part et d'autre de la busette, jusqu'à immersion complète de celle-ci, soit généralement pendant environ 40ʺ à 3ʹ30ʺ.From a 140 Tonne ladle of mild steel cooled with aluminum, this steel is poured into a 13 Tonne distributor with low walls and baffles, without cover, as shown in Figure 2. The step of purging the central area around the nozzle has a duration between 30ʺ and 1ʹ30ʺ, with a CO débit flow rate in the form of snow from 15 to 50 kg /minute.
- From the start of the pouring, the purging operation is completed and a so-called "holding" flow rate is injected, between 10 and 30 Kg / minute of CO₂ in the form of snow. In both cases, the snow is preferably injected at two points, on either side of the nozzle, until complete immersion of the latter, generally for approximately 40ʺ to 3ʹ30ʺ.

EXEMPLE 2 : EXAMPLE 2 :

On procède comme dans l'exemple 1 mais en utilisant de l'argon liquide au lieu de neige carbonique. Les durées d'injection sont les mêmes pour les débits de purge et de maintien respectivement. Toutefois la durée de l'étape de purge peut être légèrement abaissée par rapport à celle de l'exemple 1, l'argon liquide engendrant plus rapidement l'inertage souhaité. Cette durée peut être comprise entre 20 et 90 secondes.The procedure is as in Example 1 but using liquid argon instead of carbon dioxide snow. The injection times are the same for the purge and hold rates respectively. However, the duration of the purging step can be slightly reduced compared to that of Example 1, the liquid argon generating the desired inerting more quickly. This duration can be between 20 and 90 seconds.

Le débit d'argon liquide pendant l'étape de purge est compris entre 15 litres/min et 30 litres/min et de préférence 20 litres/min, pour une durée préférentielle de 45 secondes, de 4 litres à 10 litres par minute et de préférence 6 litres/min pendant l'étape de maintien dont la durée est au moins égale à celle de la coulée.The flow of liquid argon during the purging step is between 15 liters / min and 30 liters / min and preferably 20 liters / min, for a preferential duration of 45 seconds, from 4 liters to 10 liters per minute and from preferably 6 liters / min during the holding step, the duration of which is at least equal to that of the casting.

On constate que l'utilisation d'argon liquide permet de diminuer légèrement l'oxydation du métal par rapport à l'utilisation de neige carbonique, avec laquelle les résultats sont cependant excellents.It is noted that the use of liquid argon makes it possible to slightly decrease the oxidation of the metal compared to the use of dry ice, with which the results are however excellent.

Bien entendu, comme indiqué ci avant, il est également possible, selon l'invention, de réaliser un brassage d'homogéneisation dans le répartiteur, par injection d'argon, d'azote ou d'anhydride carbonique gazeux dans le métal liquide, à l'aide d'une lance ou d'un bouchon poreux.Of course, as indicated above, it is also possible, according to the invention, to carry out a homogenization mixing in the distributor, by injecting argon, nitrogen or carbon dioxide gas into the liquid metal, using a porous lance or plug.

Claims (15)

1. Procédé de coulée d'acier, dans lequel on coule un jet d'acier liquide d'un premier récipient dans un second récipient, le jet de coulée et/ou la surface du bain de métal liquide dans le second récipient étant protégés contre l'oxydation et/ou la nitruration, caractérisé en ce que la protection de l'acier liquide contre l'oxydation et/ou la nitruration est réalisée par injection de neige carbonique ou d'argon liquide dans le second récipient en deux étapes successives :
- une première étape de purge du second récipient, se déroulant avant le début de la coulée du métal liquide, au cours de laquelle on injecte de la neige carbonique ou de l'argon liquide selon un débit de purge tel que ladite neige ou ledit argon liquide atteingne au moins partiellement le fond du second récipient dans lequel ils se transforment au moins partiellement en gaz de manière à progressivement chasser l'air présent dans ledit second récipient, cette étape étant terminée lorsque la concentration en oxygène au voisinage la zône correspondant au pied de jet de métal liquide au début de la coulée est inférieure à environ 0,5 %,
- une seconde étape d'entretien de l'atmosphère aux environs du pied de jet débutant sensiblement lorsque le métal liquide commence à couler dans le second récipient, au cours de laquelle on injecte de la neige carbonique ou de l'argon liquide selon un débit d'entretien, inférieur au débit de purge, tel que la présence de cette neige, de l'argon liquide ou du gaz résultant de leur transformation dans une zône située au voisinage du pied de jet et/ou à la surface du métal liquide dans ce second récipient maintienne une atmosphère contenant moins d'environ 0,5 % d'oxygène dans ladite zône.1. A method of casting steel, in which a jet of liquid steel is poured from a first container into a second container, the casting jet and / or the surface of the bath of liquid metal in the second container being protected against oxidation and / or nitriding, characterized in that the protection of the liquid steel against oxidation and / or nitriding is carried out by injecting dry ice or liquid argon into the second container in two successive stages:
a first step of purging the second container, taking place before the start of the pouring of the liquid metal, during which carbon dioxide snow or liquid argon is injected according to a purge flow rate such as said snow or said argon liquid at least partially reaches the bottom of the second container in which they at least partially transform into gas so as to gradually expel the air present in said second container, this step being completed when the oxygen concentration in the vicinity of the zone corresponding to the foot liquid metal jet at the start of casting is less than about 0.5%,
a second step of maintaining the atmosphere around the jet base, starting substantially when the liquid metal begins to flow into the second container, during which carbon dioxide snow or liquid argon is injected at a rate maintenance, lower than the purge rate, such as the presence of this snow, liquid argon or gas resulting from their transformation in a zone located in the vicinity of the jet foot and / or on the surface of the liquid metal in this second container maintains an atmosphere containing less than about 0.5% oxygen in said zone. 2. Procédé de coulée continue d'acier dans lequel
- on coule l'acier liquide d'un convertisseur ou d'un four électrique dans une poche, puis
- on coule l'acier liquide de la poche dans un répartiteur, puis
- on coule l'acier liquide du répartiteur dans au moins une lingotière de coulée continue,
caractérisé en ce que l'on réalise une protection du jet coulée de la poche dans le répartiteur par injection de neige carbonique ou d'argon liquide dans le répartiteur selon deux étapes successives :
- une première étape de purge du répartiteur, se déroulant avant le début de la coulée du métal liquide, au cours de laquelle on injecte de la neige carbonique ou de l'argon liquide selon un débit de purge tel que ladite neige ou ledit argon liquide atteingne au moins partiellement le fond du répartiteur dans lequel ils se transforment au moins partiellement en gaz de manière à progressivement chasser l'air présent dans ledit répartiteur, cette étape étant terminée lorsque la concentration en oxygène au voisinage la zône correspondant au pied de jet de métal liquide au début de la coulée est inférieure à environ 0,5 %,
- une second étape d'entretien de l'atmosphère aux environs du pied de jet débutant sensiblement lorsque le métal liquide commence à couler dans le répartiteur, au cours de laquelle on injecte de la neige carbonique ou de l'argon liquide selon un débit d'entretien, inférieur au débit de purge, tel que la présence de la neige, de l'argon liquide ou du gaz résultant de leur transformation dans une zône située au voisinage du pied de jet et/ou à la surface du métal liquide dans ce répartiteur maintienne une atmosphère contenant moins d'environ 0,5 % en oxygène dans ladite zône.2. Continuous steel casting process in which
- pour the liquid steel from a converter or an electric oven into a pocket, then
- pour the liquid steel from the ladle into a distributor, then
- the liquid steel from the distributor is poured into at least one continuous casting mold,
characterized in that protection is provided for the jet pouring from the ladle into the distributor by injecting dry ice or liquid argon into the distributor in two successive stages:
a first step of purging the distributor, taking place before the start of the pouring of the liquid metal, during which carbon dioxide snow or liquid argon is injected at a purge rate such as said snow or said liquid argon at least partially reaches the bottom of the distributor in which they are at least partially transformed into gas so as to gradually expel the air present in said distributor, this step being completed when the oxygen concentration in the vicinity of the zone corresponding to the jet foot of liquid metal at the start of casting is less than about 0.5%,
a second step of maintaining the atmosphere around the jet base, starting substantially when the liquid metal begins to flow in the distributor, during which carbon dioxide snow or liquid argon is injected at a rate d '' maintenance, lower than the purge rate, such as the presence of snow, liquid argon or gas resulting from their transformation in an area located in the vicinity of the jet foot and / or on the surface of the liquid metal in this dispatcher maintains an atmosphere containing less than about 0.5% oxygen in said area. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la poche est munie d'une busette placée autour de son orifice de coulée caractérisé en ce que la seconde étape se termine dès que l'extrémité inférieure de la busette est substantiellement immergée dans le métal liquide.3. Method according to claim 2, wherein the bag is provided with a nozzle placed around its pouring orifice characterized in that the second step ends as soon as the lower end of the nozzle is substantially immersed in the liquid metal . 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface du bain de métal liquide dans le répartiteur est recouverte d'un moyen de protection contre l'oxydation et/ou la nitruration, connu en soi, quelques instants au plus avant la fin de la seconde étape.4. Method according to claim 3, characterized in that the surface of the bath of liquid metal in the distributor is covered with a means of protection against oxidation and / or nitriding, known per se, a few moments at most before the end of the second stage. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un débit de neige ou d'argon liquide séquentiel ou continu est maintenu après la fin de la seconde étape.5. Method according to claim 4, characterized in that a flow of snow or sequential or continuous liquid argon is maintained after the end of the second step. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit débit d'entretien est au plus égal à environ 50 % du débit de purge.6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that said maintenance rate is at most equal to about 50% of the purge rate. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que avant la coulée de l'acier liquide du convertisseur ou du four électrique dans la poche, on injecte dans la poche une quantité de neige ou d'argon liquide suffisante pour réaliser une purge de ladite poche.7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that before the pouring of the liquid steel from the converter or from the electric furnace into the ladle, a sufficient amount of snow or liquid argon is injected into the ladle to purge said pocket. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la quantité de neige carbonique injectée est comprise entre 0,2 et 5 kg par tonne de métal coulé.8. Method according to claim 7, characterized in that the quantity of carbon dioxide snow injected is between 0.2 and 5 kg per tonne of metal poured. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de purge a une durée comprise entre 30 secondes et 90 secondes environ, avec un débit de neige carbonique de 15 Kg à 50 Kg par minute.9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the purging step has a duration of between 30 seconds and 90 seconds approximately, with a dry ice flow rate of 15 Kg to 50 Kg per minute. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'étape de maintien a une durée comprise entre environ 40 secondes et 210 secondes, avec un débit de neige carbonique de 10 à 30 Kg/minute.10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the maintaining step has a duration of between approximately 40 seconds and 210 seconds, with a dry ice flow of 10 to 30 kg / minute. 11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la quantité d'argon liquide injectée pour purger la poche est d'au moins 60 litre/min.11. Method according to claim 7, characterized in that the quantity of liquid argon injected to purge the bag is at least 60 liters / min. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'étape de purge a une durée comprise entre 20 secondes et 90 secondes avec un débit d'argon liquide compris entre 15 litres et 30 litres par minute, de préférence environ 20 litres/min.12. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the purging step has a duration between 20 seconds and 90 seconds with a flow of liquid argon between 15 liters and 30 liters per minute, preferably about 20 liters / min. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étape de maintien a une durée comprise entre environ 40 secondes et 210 secondes avec un débit d'argon liquide compris entre 4 litres et 10 litres par minute et de préférence environ 6 litres/min.13. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the holding step has a duration of between approximately 40 seconds and 210 seconds with a flow of liquid argon of between 4 liters and 10 liters per minute and preferably about 6 liters / min. 14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que l'on réalise un brassage ou bullage dans la poche ou le répartiteur.14. Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that one carries out a stirring or bubbling in the pocket or the distributor. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on inerte la surface du métal fondu dans la poche avec de la neige carbonique ou de l'argon liquide.15. The method of claim 14, characterized in that the surface of the molten metal in the ladle is inerted with dry ice or liquid argon.
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