EP0406142A1

EP0406142A1 - Cassette destinée à former une face de fermeture frontale d'un dispositif de coulée continue de métal liquide

Info

Publication number: EP0406142A1
Application number: EP90470037A
Authority: EP
Inventors: Philippe Blin; Patrice Rahier; Jacques Spiquel
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID; USINOR Sacilor SA
Current assignee: USINOR SA
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1991-01-02
Anticipated expiration: 2010-06-12
Also published as: FR2652022A1; FR2652022B1; JPH0332451A; JP3145386B2; ES2049010T3; ATE98538T1; EP0406142B1; DE69005211T2; US5318097A; DE69005211D1; DK0406142T3

Abstract

Cassette (3) pour dispositif de coulée continue de métal liquide entre deux cylindres parallèles (2), comportant une enveloppe (4) ouverte sur l'un de ses côtés, contenant une plaque (5) de matériau réfractaire pouvant être préchauffée avant la coulée du métal liquide; la plaque réfractaire (5) est préformée de manière à réserver un espace libre (8) entre son pourtour et la paroi (4b) de l'enveloppe (4), et cette cassette est équipée de moyens (9, 11) de fixation et de serrage de la plaque (5), à action antagoniste élastique permettant une libre dilatation dans l'enveloppe (4) de la plaque (5) lors de son échauffement. La libre dilatation du réfractaire (5) évite tout bombage ou cintrage de ce dernier et de l'ensemble de la cassette (3), et assure donc le maintien d'une étanchéité suffisante pour èviter tout risque d'infiltrations de métal liquide entre les faces frontales (2a) des cylindres (2) et la plaque réfractaire (5).

Description

La présente invention a pour objet une cassette destinée à former une face de fermeture frontale d'un dispositif de coulée continue de métal liquide entre deux cylindres parallèles, notamment d'acier liquide.
On sait que les cassettes de ce type comportent une enveloppe métallique, ouverte sur l'un de ses côtés et ayant par conséquent un profil en C, dans lequel est logée une plaque de matériau réfractaire qui peut être préchauffée avant la coulée du métal liquide.
L'une des faces du bloc réfractaire est donc en appui sur le fond de l'enveloppe tandis que sa face opposée est en contact avec le métal liquide. Lors de la coulée, la plaque réfractaire s'échauffe au contact du métal en fusion et donc se dilate. Comme la plaque réfractaire est bridée dans l'enveloppe rigide et plus froide qui l'entoure, elle a tendance à se déformer par flambement, et perd donc sa planéité en prenant un bombé néfaste à l'étanchéité entre celle-ci et les faces frontales des cylindres. On constate alors qu'il se produit parfois des infiltrations de métal liquide entre les faces frontales des cylindres et les cassettes de fermeture.
Par ailleurs, le fond de l'enveloppe est généralement ajouré afin de permettre le préchauffage de la plaque réfractaire par un brûleur. Le préchauffage de la plaque réfractaire avant la coulée est effectué sur sa face externe, pour éviter de détériorer les surfaces des cylindres par les moyens de chauffage. Ce préchauffage est souhaitable pour mettre le réfractaire en température et éviter une solidification trop rapide du métal coulé à son contact en début de coulée. Il permet de plus d'éviter des chocs thermiques trop brutaux lors du premier contact avec le métal liquide.
Mais ce préchauffage provoque une différence de température entre la surface du réfractaire directement soumise au chauffage et sa surface froide opposée. Cette différence de température entraîne une dilatation différentielle entre la surface chaude et la surface froide du réfractaire, qui provoque un cintrage ôu un bombage de l'ensemble de la cassette, avant même le début de la coulée. Dans ce cas, l'étanchéité entre la plaque réfractaire et les surfaces frontales des cylindres est détériorée au départ de la coulée. Cette déformation due à la dilatation différentielle des deux faces du réfractaire se résorbe en principe en cours de coulée après la mise en régime thermique du fait que la plaque réfractaire est alors échauffée du côté de sa face interne par le métal coulé, ce qui a pour effet de compenser plus ou moins la déformation créée au départ par le préchauffage. Néanmoins la dilatation globale de la plaque réfractaire subsiste et le problème du flambement de cette plaque, dû au fait qu'elle est bridée dans son enveloppe subsiste également.
L'invention a donc pour but de résoudre ce problème en réalisant une cassette agencée de manière à autoriser la libre dilatation de la plaque réfractaire, et ainsi d'éviter au moins les déformations dues au flambement.
Suivant l'invention, la plaque réfractaire est préformée de manière à réserver un espace libre entre son pourtour et la paroi latérale de l'enveloppe, et la cassette est équipée de moyens de fixation et de serrage de la plaque réfractaire, à action antagoniste élastique permettant une libre dilatation dans l'enveloppe de la plaque réfractaire lors de son échauffement.
On comprend aisément que le fait de permettre cette libre dilatation limite le bombage de la plaque réfractaire, susceptible de provoquer des infiltrations de métal liquide par réduction de la surface de contact entre les cylindres et la cassette. En effet, ce résultat est obtenu grâce au maintien de la planéité de la face du réf ractaire tournée vers le métal liquide. Ce maintien de la planéité et par conséquent de l'étanchéité vis-à-vis du métal liquide est lui-même étroitement lié à la possibilité de libre dilatation de la plaque réfractaire dans des directions parallèles au plan de sa face interne. Les déformations dues aux éventuelles dilatations différentielles ne pourront pas être totalement suprimées ; mais comme on l'a vu précédemment, ces déformations se résorbent au moins partiellement lorsque le régime thermique est stabilisé.
Par ailleurs, l'élasticité des moyens de fixation de la plaque réfractaire permet aussi d'assurer le maintien de celle-ci-au cas où l'enveloppe se dilaterait plus que ladite plaque réfractaire.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de fixation et de serrage comprennent des vis traversant la paroi latérale périphérique de l'enveloppe et munies à leurs extrémités d'éléments élastiques fixés à la plaque réfractaire, tels que des rondelles Belleville.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.

La figure 1 est une vue simplifiée partielle de dessus d'un dispositif de coulée continue de métal liquide entre deux cylindres et de l'une de ses cassettes de fermeture à ses extrémités.
La figure 2 est une vue en élévation agrandie de la cassette de la Fig.1 du côté de sa plaque réfractaire.
La figure 3 est une vue en coupe suivant 3/3 de la Fig.2

On voit à la Fig.1 un dispositif de coulée continue de métal liquide dans un espace libre 1 réservé entre deux cylindres parallèles 2, dont les faces frontales 2a sont situées dans un même plan vertical. Un tel dispositif est connu en soi et ne nécessite pas de description détaillée.
A chaque extrémité du cylindre 2, la fermeture de l'espace 1 est assurée par une cassette 3 constituée d'une enveloppe métallique 4 rigide et éventuellement refroidie, en forme de cuvette, ouverte sur son côté tourné vers les cylindres 2, et d'une plaque ou bloc réfractaire 5 logé à l'intérieur de l'enveloppe 4.
Cette dernière, de contour rectangulaire dans l'exemple représenté, possède un fond 4a, parallèle aux faces frontales 2a, et une paroi latérale périphérique 4b coudée à angle droit, dimensionnée pour recevoir la plaque 5. Le fond 4a est perçé d'un ajour central 6 découvrant une partie correspondante de la plaque réfractaire 5, qui doit être préchauffée par un brûleur 7.
La plaque réfractaire 5 est préformée de manière à réserver un espace libre 8 entre son pourtour et la paroi périphérique 4b de l'enveloppe 4 (le bloc 5 étant donc dans cet exemple rectangulaire). Complémentairement la cassette 3 est équipée de moyens de fixation et de serrage de la plaque réfractaire 5 dans l'enveloppe 4. Dans l'exemple représenté, ces moyens sont constitués par une série de vis 9 traversant la paroi périphérique 40 et munies à leurs extrémités d'éléments élastiques 11 fixés en appui sur les côtés de la plaque réfractaire 5. Ces éléments élastiques 11 peuvent être avantageusement des rondelles Belleville, réparties ainsi que les vis correspondantes 9 en nombre convenable autour de la plaque 5, par exemple à raison de deux par côté (Fig.2).
L'échauffement de la plaque réfractaire 5 par le brûleur 7 ou par le contact du métal en fusion provoque une libre dilatation de la plaque 5 dans le volume libre 8. Les rondelles Belleville 11 exercent sur les côtés du bloc 5 une action antagoniste élastique tout en autorisant sa dilatation dans des directions parallèles à son plan général et à celui des faces frontales 2a. Grâce à cette libre dilatation à l'intérieur de l'enveloppe métallique 4, la plaque réfractaire 5 n'est plus soumise au flambement et la face interne 5a de la plaque 5 conserve sensiblement sa planéité, ce qui permet l'obtention et le maintien de l'étanchéité souhaitée entre les faces frontales 2a et cette face interne 5a. Ainsi est pratiquement évité tout risque d'infiltration de métal liquide entre les faces 5a et 2a durant la coulée.
En variante, le fond 4a de l'enveloppe 4 peut ne pas être ajouré et donc être constitué par une tôle pleine, si le préchauffage est effectué par rayonnement. Le fond 4a joue alors le rôle d'un diffuseur thermique pour homogénéiser l'apport de chaleur à la masse réfractaire 5 préchauffée.
L'invention n'est pas limitée à la disposition décrite ci-dessus à titre d'exemple.
En particulier, elle s'applique aussi au cas où la paroi latérale 4b de l'enveloppe 4 n'est pas continue et ne comporte que trois côtés. Cette disposition est utilisable notamment dans le cas où les surfaces frontales 2a des cylindres sont axialement décalées l'une par rapport à l'autre, la plaque réfractaire 5 étant alors en contact, d'une part, par sa surface 5a, avec la face frontale de l'un des cylindres, et d'autre part, par son chant situé du côté où la paroi latérale 4b est interrompue, avec la surface cylindrique de l'autre cylindre; la plaque réfractaire est bien sûr alors conformée de manière que ledit chant épouse la courbure de cette surface cylindrique.
Par ailleurs la plaque réfractaire peut aussi comporter, dans la zone située entre les cylindres, une saillie pénétrant entre ceux-ci, ou un creux.

Claims

1. Cassette (3) destinée à former une face de fermeture frontale d'un dispositif de coulée continue de métal liquide entre deux cylindres parallèles (2), comportant une enveloppe métallique (4) ouverte sur l'un de ses côtés, contenant une plaque (5) de matériau réfractaire, caractérisée en ce que la plaque réfractaire (5) est préformée de manière à réserver un espace libre (8) entre son pourtour et la paroi latérale (4b) de l'enveloppe (4), et cette cassette est équipée de moyens (9, 11) de fixation et de serrage de la plaque réfractaire (5), à action antagoniste élastique permettant une libre dilatation dans l'enveloppe (4) de la plaque réfractaire (5).

2. Cassette selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation et de serrage comprennent des vis (9), traversant la périphérie (4a) de l'enveloppe (4) et munies à leurs extrémités d'éléments élastiques (11) fixés à la plaque réfractaire (5).

3. Cassette selon l'une des revendications 1 et 2, destinée à être préchauffée par rayonnement, caractérisée en ce que l'enveloppe métallique (4) est non ajourée.

4. Cassette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale (4b) est discontinue.