EP0950451B1 - Busette pour l'introduction de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux - Google Patents

Busette pour l'introduction de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux Download PDF

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EP0950451B1
EP0950451B1 EP99400736A EP99400736A EP0950451B1 EP 0950451 B1 EP0950451 B1 EP 0950451B1 EP 99400736 A EP99400736 A EP 99400736A EP 99400736 A EP99400736 A EP 99400736A EP 0950451 B1 EP0950451 B1 EP 0950451B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
liquid metal
bar
strip
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99400736A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0950451A1 (fr
Inventor
Fabienne Orihel
Bernard Goncalves
Laurent Gacher
Frédéric Descaves
Johan Richaud
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.)
USINOR SA
Vesuvius France SA
Original Assignee
USINOR SA
Vesuvius France SA
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Publication date
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Publication of EP0950451A1 publication Critical patent/EP0950451A1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • 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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles

Definitions

  • the invention relates to the continuous casting of metals. It concerns more precisely the nozzles of refractory material through which the liquid metal is introduced to be cast, such as steel, in the ingot mold of a continuous casting installation, in particular of a casting between cylinders.
  • These nozzles are connected by their upper end to the container serving as tank of liquid metal, called a distributor, and their lower end plunges into the bath of liquid metal present in the mold where the solidification of the cast product.
  • the primary role of these nozzles is to protect from atmospheric oxidation the jet of liquid metal on its path between the container and the ingot mold. They allow also, thanks to appropriate configurations of their lower end, to orient favorably the flows of the liquid metal in the ingot mold so that the solidification of the product is carried out under the best possible conditions.
  • Directly pouring thin metal strips a few mm thick from liquid metal can take place on an installation called "casting between cylinders". It includes an ingot mold whose casting space is delimited on its long sides by a pair of internally cooled cylinders with axes horizontal parallel and rotating around these axes in opposite directions, and on its short sides by closing plates (called side faces) of refractory material applied against the ends of the cylinders.
  • the cylinders can also be replaced by cooled endless belts.
  • the first part consists of a tube cylindrical, the upper end of which is connected to an opening in the bottom of the distributor which constitutes the reserve of liquid steel supplying the ingot mold.
  • This orifice is can be closed at will by the operator, partially or completely, thanks to a stopper or a drawer system ensuring the regulation of the metal flow. From the section of this hole depends on the maximum metal flow that can flow inside the nozzle.
  • the second part fixed to the lower end of the preceding tube, for example by screwing, or being built-in construction, is intended to be immersed in the liquid metal bath present in the mold.
  • the interior space of this hollow element has a general shape more or less elongated according to the dimensions of the casting space of the machine on which the nozzle is to be mounted. It is oriented substantially perpendicular to the tube.
  • the hollow element When the nozzle is in service, the hollow element is placed parallel to the cylinders, and the liquid metal flows into the mold through gills formed on the sides of the hollow element, generally at each of its ends.
  • the metal flows leaving the nozzle are thus oriented preferably in the direction of the lateral faces, in order to bring hot metal onto their surfaces, thereby preventing unwanted metal solidifications from occurring there (so-called "parasitic solidifications") which would seriously disturb the functioning of the machine.
  • the gills can have a horizontal or oblique downward orientation.
  • Various orifices of lesser importance than these openings can also be provided on the side walls and / or the bottom of the nozzle, in order to directly supply hot metal the regions of the mold located on the sides of the nozzle and / or under it. So we aim, in particular, to improve the thermal homogeneity of the metal present in the mold.
  • a strip that is to say a parallelepipedic element elongated in porous or perforated refractory placed inside the second part of the nozzle (the hollow element), and that the liquid metal must pass through before reaching all or part of the various orifices opening into the casting space of the ingot mold (see document JP-A-1-317658).
  • the nozzle has on the one hand a perforated strip and on the other hand orifices formed in the bottom and / or the side walls of its second elongated part (in addition to vents directed towards the short sides of the casting space), it is important that these various orifices are supplied with liquid metal uniformly over the entire length of said second part. Only on this condition can we guarantee satisfactory homogeneity of the metal flows inside the casting space. However, tests on hydraulic models show that this condition is not generally not satisfied when using a very elongated nozzle, particularly suitable for use on a casting installation of very wide thin strips (of the order of 1 m and more), and equipped with a perforated parallelepiped strip.
  • the object of the invention is to propose a nozzle configuration of the type which just described, which provides a metal supply to the most homogeneous possible over its entire length.
  • the invention relates to a nozzle for the introduction of a metal liquid in a continuous metal casting ingot mold, of the type comprising a first tubular part, one end of which is intended to be connected to a container containing said liquid metal, and the other end of which opens into a second part hollow of elongated shape of which at least a portion of the space is oriented substantially perpendicular to said first tubular part, said hollow part having a hole at each of its ends, as well as one or more outlet openings formed in its bottom and / or its side walls, a strip provided with perforations being arranged in the interior space of said hollow part so that the liquid metal must pass through said perforations before passing through said outlet orifices, as described in document EP 0 771 600, and is characterized in that said strip comprises over at least a portion of the width of its upper face a part in relief comprising a vertex situated on the horizontal axis longitudinal of said hollow part, said perforations being distributed on both sides of said summit.
  • the invention consists in providing on the upper face of the strip a part in relief over at least a portion of its width.
  • This part in relief must have a substantially triangular or rounded cross section, so that to “burst” the metal jet which strikes it and to distribute said metal so symmetrical on the cross section of the nozzle, preventing it from rebounding vertically by disturbing the regularity of the flows.
  • Another variant would be to add to the outlet ports 7-17 (or to their substitute) orifices formed in the large side walls of the hollow element 4, and oriented towards the long sides of the pouring space (in other words towards the cylinders in the case of a casting installation between cylinders).
  • These holes 7-17 can also not be strictly cylindrical, but have a section for example elliptical. They can also (in particular according to one of the variants of EP-A-0 771 600) be obliquely oriented. Finally, they can be replaced by one or more slots each extending over part or all of the length of the bottom 18 of the element trough 4, and which it would be important for them to be supplied in a homogeneous manner over their entire length.
  • the nozzle 1 also has, arranged in its interior space 3, a perforated strip 19 resting on shoulders 36 formed on the walls of the gills 5, 6. Its function is, as is known, to create pressure drops in the liquid metal, so as to better fill the interior space 3, and thereby regularize the liquid metal flows out of the nozzle 1.
  • this strip 19 has a shape different from the classic parallelepiped shape, in that it has a raised part 20 whose top is intended to be located on the longitudinal horizontal axis hollow part 4 of the nozzle 1. In the example shown in Figures la and 1b, this raised part 20 relates only to the central portion of the width of the upper face 21 of the strip 19, and has a triangular cross section whose dimensions do not not vary over the length of the strip 19.
  • this upper face 21 The remaining parts of this upper face 21 are flat, and it is on these flat parts, flush with the raised part 20, that are formed the perforations 22, 22 ', 23-34 which the liquid metal must pass through before reach the lower part 35 of the interior space 3 of the nozzle 1, then drain out of the nozzle 1 through the lower part of the openings 5, 6 and the orifices 7-17.
  • part of the metal can flow out of the nozzle 1 through the upper part of the gills 5, 6, therefore without having passed through the perforations 23-34 of the strip 19.
  • the metal which flows out of the nozzle 1 through the orifices exit 7-17 must have previously crossed the perforations 23-34 of the strip 19.
  • the cross section of the part in relief 20 of the strip 19 may have the shape of a triangle whose tip has been leveled, and thus present a flat part 36 at its top.
  • the representation of the nozzle 1 is only schematic, and that only the elements and details necessary for understanding the invention appear therein.
  • the tube cylindrical 2 and the hollow element 4 can be fixed to each other by screwing.
  • the external shape of the hollow element 4 of the nozzle 1 is only a non-limiting example and can be modified.
  • FIG. 2 represents a variant of a strip according to the invention, in which the raised part 37, of triangular cross section, covers the entire width of the strip 38.
  • the top of the raised part 37 can also be leveled, in a manner comparable to what we observe on the variant of figure 1c.
  • Figure 3 shows a variant of the configuration of Figure 2: the strip 39 has a raised portion 40 of cross section triangular, and whose thickness decreases between its middle and its ends.
  • This variable thickness configuration of the raised part 40 can also be adapted to the case of Figure 1, where the raised portion 20 covers only the central portion of the width of the strip 19.
  • FIG. 4 shows an example of a strip 41, the raised part 42 of which also has a triangular section, but a rounded section.
  • the raised portion 42 can cover the entire upper face of the strip 40 (as shown), or only a portion of this upper face, and its thickness may be identical over the entire length of the strip 40, or decrease between its central part and its ends.
  • FIG. 5 shows an example of a strip 43, in which the part in relief 44 covers only a central portion of the upper surface of the strip 43, and has a rectangular cross section at its base and triangular at its top.
  • said upper surface has bevelled edges 45, 46.
  • the positions of the strip can be modified according to the internal geometry of the nozzle. Instead of being placed inside the louvers as shown, it can be placed entirely above or below gills, the main thing being that liquid metal must pass through it before flow out of the nozzle through the outlet openings in the bottom of the element hollow.
  • the nozzle may also have other obstacles, in addition to the strip.
  • the following test results can be given. They were produced on a hydraulic model where the configurations of a nozzle 1 have been reproduced, the hollow element 4 of which has a length of 700 mm and an internal width of 54 mm, and is provided with a strip having the same length. and width.
  • the strip has a strictly parallelepiped shape and a thickness of 20 mm. It has two rows of cylindrical perforations 12 mm in diameter, the axes of which are placed at a distance of 15 mm from the edges of the strip. These perforations have their axes 24 mm apart, and the axes of the perforations closest to the ends of the strip are located 35 mm from said ends.
  • the strip is of the type 19 shown in FIGS. 1a and 1b, with a raised central part of triangular cross section 20, the apex of which overhangs the upper face of the strip 19 by 20 mm.
  • the perforations are arranged in the same way as for the reference strip.
  • the bottom of the hollow element 4 comprises in both cases a central row of 26 orifices comparable to the orifices 7-17 of FIG. 1a. The proportion of water passing through the nozzle 1 which exited therefrom through each of the openings 5, 6 and through each of the orifices at the bottom of the hollow element 4 was measured on the model.
  • the holes in the bottom of the nozzle are very unevenly supplied: a proportion of the liquid flow passes through them which varies from 0.9 to 2.6% (0.9 to 2.2% if the two central orifices are not taken into account numbered 13 and 14 which it is normal for them to be supplied in a privileged manner since they are located directly above the casting jet).
  • the dispersion of the flow rates is much less: they vary from 1.7 to 3.0% (1.7 2.3% if the central holes are not taken into account).
  • the nozzle according to the invention finds a preferred application in installations for the continuous casting of thin strips of steel between cylinders. But it can also be used on continuous product casting installations metallurgical of other formats and / or other metals, for which great regularity metal feed to the pouring space is helpful.

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Description

L'invention concerne la coulée continue des métaux. Elle concerne plus précisément les busettes en matériau réfractaire par lesquelles on introduit le métal liquide à couler, tel que de l'acier, dans la lingotière d'une installation de coulée continue, notamment d'une coulée entre cylindres.
Ces busettes sont connectées par leur extrémité supérieure au récipient servant de réservoir de métal liquide, appelé répartiteur, et leur extrémité inférieure plonge dans le bain de métal liquide présent dans la lingotière où doit s'amorcer la solidification du produit coulé. Le premier rôle de ces busettes est de protéger de l'oxydation atmosphérique le jet de métal liquide sur son parcours entre le récipient et la lingotière. Elles permettent également, grâce à des configurations appropriées de leur extrémité inférieure, d'orienter favorablement les écoulements du métal liquide dans la lingotière pour que la solidification du produit s'effectue dans les meilleures conditions possibles.
La coulée de bandes minces métalliques de quelques mm d'épaisseur directement à partir de métal liquide (acier ou cuivre, par exemple) peut avoir lieu sur une installation dite de "coulée entre cylindres". Elle comporte une lingotière dont l'espace de coulée est délimité sur ses grands côtés par une paire de cylindres refroidis intérieurement à axes horizontaux parallèles et tournant autour de ces axes en sens inverses, et sur ses petits côtés par des plaques de fermeture (appelées faces latérales) en matériau réfractaire appliquées contre les extrémités des cylindres. Les cylindres peuvent également être remplacés par des bandes sans fin refroidies.
En coulée entre cylindres, on utilise souvent des busettes en deux parties (voir, par exemple, le document EP-A-0771600). La première partie est composée d'un tube cylindrique dont l'extrémité supérieure est connectée à un orifice pratiqué dans le fond du répartiteur qui constitue la réserve d'acier liquide alimentant la lingotière. Cet orifice est obturable à volonté par l'opérateur, partiellement ou totalement, grâce à une quenouille ou un système à tiroir assurant la régulation du débit de métal. De la section de cet orifice dépend le débit maximal de métal qui peut s'écouler à l'intérieur de la busette. La deuxième partie, fixée à l'extrémité inférieure du tube précédent, par exemple par vissage, ou lui étant intégrée de construction, est destinée à être immergée dans le bain de métal liquide présent dans la lingotière. Elle est composée d'un élément creux à l'intérieur duquel débouche l'orifice inférieur du tube cylindrique précédent. L'espace intérieur de cet élément creux a une forme générale plus ou moins allongée selon les dimensions de l'espace de coulée de la machine sur laquelle la busette doit être montée. Il est orienté sensiblement perpendiculairement au tube. Lorsque la busette est en service, l'élément creux est placé parallèlement aux cylindres, et le métal liquide s'écoule dans la lingotière par des ouïes pratiquées sur les côtés de l'élément creux, généralement à chacune de ses extrémités. Dans ce dernier cas, les écoulements du métal sortant de la busette sont ainsi orientés préférentiellement en direction des faces latérales, afin d'amener du métal chaud sur leurs surfaces, et éviter ainsi que ne s'y produisent des solidifications de métal non désirées (dites "solidifications parasites") qui perturberaient gravement le fonctionnement de la machine. Les ouïes peuvent avoir une orientation horizontale ou oblique descendante. Divers orifices de moindre importance que ces ouïes peuvent également être ménagés sur les parois latérales et/ou le fond de la busette, afin d'alimenter directement en métal chaud les régions de la lingotière situées sur les côtés de la busette et/ou sous elle. On vise ainsi, notamment, à améliorer l'homogénéité thermique du métal présent dans la lingotière.
Une des principales difficultés rencontrées dans l'utilisation de ces busettes est que, en général, le métal liquide ne remplit pas complètement leur espace interne, et l'écoulement du métal s'y effectue souvent de manière irrégulière et tourbillonnante. C'est en particulier le cas lorsque l'orifice du répartiteur n'a pas son ouverture maximale. Cela conduit à une forte instabilité des courants de métal sortant des ouïes, et les écoulements à l'intérieur de la lingotière deviennent éloignés de leur configuration optimale que la busette est théoriquement censée imposer. On constate alors l'apparition d'irrégularités dans la solidification du produit, qui peuvent gravement affecter sa qualité finale, surtout dans le cas où on coule des bandes de faible épaisseur.
On remédie à ce problème en insérant dans l'espace interne de la busette des obstacles qui imposent des pertes de charge au métal en contrariant son écoulement naturel. A débit de métal liquide égal, on limite la vitesse de l'écoulement et on améliore ainsi le remplissage de l'espace intérieur de la busette. De cette façon, les variations erratiques des écoulements du métal hors de la busette sont atténuées. Dans le cas des busettes en deux parties précédemment citées, ces obstacles peuvent être insérés dans la première partie cylindrique ou dans son prolongement (voir le document EP-A-0 765 702). Ils peuvent aussi comprendre une « réglette », c'est à dire un élément parallélépipédique allongé en réfractaire poreux ou perforé disposé à l'intérieur de la deuxième partie de la busette (l'élément creux), et que le métal liquide doit obligatoirement traverser avant de parvenir à tout ou partie des divers orifices débouchant à l'intérieur de l'espace de coulée de la lingotière (voir le document JP-A-1-317658).
Si la busette comporte d'une part une réglette perforée et d'autre part des orifices ménagés dans le fond et/ou les parois latérales de sa deuxième partie allongée (en plus des ouïes orientées vers les petits côtés de l'espace de coulée), il est important que ces divers orifices soient alimentés en métal liquide de manière homogène sur l'ensemble de la longueur de ladite deuxième partie. C'est à cette condition seulement qu'on peut garantir une homogénéité satisfaisante des écoulements du métal à l'intérieur de l'espace de coulée. Or, des essais sur maquettes hydrauliques montrent que cette condition n'est généralement pas satisfaite lorsqu'on utilise une busette de forme très allongée, adaptée notamment à une utilisation sur une installation de coulée de bandes minces de grande largeur (de l'ordre de 1 m et davantage), et équipée d'une réglette perforée parallélépipédique. On constate que certaines perforations de la busette sont traversées par un courant de métal à débit élevé, et d'autres par un courant de métal à débit insuffisant. Cela nuit à la bonne alimentation en métal chaud de l'ensemble de l'espace de coulée, et peut conduire à des irrégularités dans l'épaisseur solidifiée du produit sur les cylindres, qui est un paramètre essentiel pour la qualité de la bande finale.
Le but de l'invention est de proposer une configuration de busette du type qui vient d'être décrit, qui procure une alimentation en métal de l'espace de coulée la plus homogène possible sur l'ensemble de sa longueur.
A cet effet, l'invention a pour objet une busette pour l'introduction d'un métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux, du type comportant une première partie tubulaire dont une extrémité est destinée à être connectée à un récipient renfermant ledit métal liquide, et dont l'autre extrémité débouche dans une deuxième partie creuse de forme allongée dont au moins une portion de l'espace est orientée sensiblement perpendiculairement à ladite première partie tubulaire, ladite partie creuse comportant une ouïe à chacune de ses extrémités, ainsi qu'un ou plusieurs orifices de sortie ménagés dans son fond et/ou ses parois latérales, une réglette munie de perforations étant disposée dans l'espace intérieur de ladite partie creuse de manière à ce que le métal liquide passe obligatoirement par lesdites perforations avant de traverser lesdits orifices de sortie, tel que décrit dans le document EP 0 771 600, et est caractérisée en ce que ladite réglette comporte sur au moins une portion de la largeur de sa face supérieure une partie en relief comportant un sommet situé sur l'axe horizontal longitudinal de ladite partie creuse, lesdites perforations étant réparties de part et d'autre dudit sommet.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à ménager sur la face supérieure de la réglette une partie en relief sur au moins une portion de sa largeur. Cette partie en relief doit avoir une section transversale sensiblement triangulaire ou arrondie, de manière à faire « éclater » le jet de métal qui la percute et à répartir ledit métal de manière symétrique sur la section transversale de la busette, en évitant qu'il ne rebondisse verticalement en perturbant la régularité des écoulements. On obtient ainsi un remplissage plus homogène et plus constant dans le temps qu'avec une réglette de forme simplement parallélépipédique offrant une simple surface plane horizontale au jet de métal liquide qui la percute.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes :
  • la figure 1a qui montre, vue de face et en coupe longitudinale, un exemple de busette selon l'invention, la figure 1b qui montre, vue de côté en coupe transversale selon Ib-Ib, la réglette de la figure 1a, la figure lc qui montre de la même façon une variante de la réglette de la figure 1a;
  • la figure 2 qui montre vue de côté en coupe transversale un deuxième exemple de réglette, pouvant se substituer à celle de la figure 1a ;
  • la figure 3 qui montre vue de côté en coupe transversale un troisième exemple de réglette pouvant se substituer à celle de la figure 1a ;
  • la figure 4 qui montre vue de côté en coupe transversale un quatrième exemple de réglette pouvant se substituer à celle de la figure 1a ;
  • la figure 5 qui montre vue de côté en coupe transversale un cinquième exemple de réglette pouvant se substituer à celle de la figure 1a.
La busette 1 selon l'invention représentée sur la figure la est, grâce à sa forme étroite et allongée, particulièrement adaptée à une utilisation sur une installation de coulée de bandes minces entre deux cylindres refroidis intérieurement et mis en rotation, selon un procédé à présent bien connu. Comme dans l'art antérieur précédemment décrit, elle comporte une première partie composée d'un tube cylindrique 2 dont l'extrémité supérieure non représentée est destinée à être connectée à l'orifice de sortie d'un répartiteur. Ce tube cylindrique 2 débouche dans l'espace intérieur 3 de la deuxième partie de la busette 1, composée d'un élément creux 4 de forme allongée, suffisamment étroite pour permettre son insertion dans l'espace de coulée de l'installation. Conformément à l'art antérieur, cet élément creux 4 comporte divers orifices par lesquels le métal liquide peut sortir de la busette 1, à savoir :
  • deux ouïes 5, 6 de section rectangulaire dans l'exemple représenté, ménagées chacune à une extrémité de l'élément creux 4, destinées à être orientées vers les petits côtés de l'espace de coulée, et par lesquelles transitera l'essentiel du flot de métal liquide traversant la busette 1 ; dans l'exemple de la figure la, ces ouïes 5, 6 sont orientées horizontalement, mais elles peuvent également être orientées de manière oblique ; elles peuvent aussi avoir une section de forme différente (par exemple circulaire), de manière classique ;
  • une série d'orifices de sortie 7-17 cylindriques de petit diamètre orientés verticalement, ménagés dans le plan médian du fond 18 de l'élément creux 4, et destinés à alimenter directement en métal chaud les zones de l'espace de coulée situées sous la busette ; en variante, on peut, comme il est connu dans le document EP-A-0 771 600, prévoir non pas une mais deux séries de tels orifices, disposées chacune de part et d'autre du plan médian du fond 18 de l'élément creux 4.
Une autre variante consisterait à ajouter aux orifices de sortie 7-17 (ou à leur substituer) des orifices ménagés dans les grandes parois latérales de l'élément creux 4, et orientés en direction des grands côtés de l'espace de coulée (autrement dit en direction des cylindres dans le cas d'une installation de coulée entre cylindres). Ces orifices 7-17 peuvent aussi ne pas être strictement cylindriques, mais avoir une section par exemple elliptique. Ils peuvent aussi (notamment selon l'une des variantes de EP-A-0 771 600) être orientés de manière oblique. Enfin, ils peuvent être remplacés par une ou plusieurs fentes s'étendant chacune sur une partie ou l'ensemble de la longueur du fond 18 de l'élément creux 4, et dont il serait important qu'elles soient alimentées de manière homogène sur l'ensemble de leur longueur.
La busette 1 comporte également, disposée dans son espace intérieur 3, une réglette perforée 19 reposant sur des épaulements 36 ménagés sur les parois des ouïes 5, 6. Sa fonction est, comme il est connu, de créer des pertes de charge dans le métal liquide, de manière à obtenir un meilleur remplissage de l'espace intérieur 3, et régulariser ainsi les écoulements du métal liquide hors de la busette 1. Selon l'invention, cette réglette 19 a une forme différente de la forme parallélépipédique classique, en ce qu'elle comporte une partie en relief 20 dont le sommet est destiné à être situé sur l'axe horizontal longitudinal de partie creuse 4 de la busette 1. Dans l'exemple représenté sur les figures la et 1b, cette partie en relief 20 ne concerne que la portion centrale de la largeur de la face supérieure 21 de la réglette 19, et présente une section transversale triangulaire dont les dimensions ne varient pas sur la longueur de la réglette 19. Les parties restantes de cette face supérieure 21 sont planes, et c'est sur ces parties planes, au ras de la partie en relief 20, que sont ménagées les perforations 22, 22', 23-34 que doit traverser le métal liquide avant de parvenir dans la partie inférieure 35 de l'espace intérieur 3 de la busette 1, puis de s'écouler hors de la busette 1 à travers la partie inférieure des ouïes 5, 6 et les orifices 7-17. Dans la configuration représentée, une partie du métal peut s'écouler hors de la busette 1 par la partie supérieure des ouïes 5, 6, donc sans avoir traversé les perforations 23-34 de la réglette 19. Mais selon l'invention, le métal qui s'écoule hors de la busette 1 par les orifices de sortie 7-17 doit obligatoirement avoir, au préalable, traversé les perforations 23-34 de la réglette 19.
En variante, comme représenté sur la figure lc, la section transversale de la partie en relief 20 de la réglette 19 peut avoir la forme d'un triangle dont la pointe a été arasée, et présenter ainsi une partie plane 36 à son sommet.
Il va de soi que la représentation de la busette 1 n'est que schématique, et que seuls y figurent les éléments et détails nécessaires à la compréhension de l'invention. En particulier, pour ne pas surcharger la figure la, on n'a pas représenté la manière dont les différentes parties de la busette 1 sont assemblées les unes aux autres, cette manière ne se distinguant pas de ce qui est habituel pour ce genre de busette. Par exemple, le tube cylindrique 2 et l'élément creux 4 peuvent être fixés l'un à l'autre par vissage.
De même, la forme extérieure de l'élément creux 4 de la busette 1 n'est qu'un exemple non limitatif et peut être modifiée.
La figure 2 représente une variante de réglette selon l'invention, dans laquelle la partie en relief 37, de section transversale triangulaire, couvre toute la largeur de la réglette 38. Le sommet de la partie en relief 37 peut également être arasé, de manière comparable à ce qu'on observe sur la variante de la figure 1c. La figure 3 représente une variante de la configuration de la figure 2 : la réglette 39 a une partie en relief 40 de section transversale triangulaire, et dont l'épaisseur décroít entre son milieu et ses extrémités. Cette configuration à épaisseur variable de la partie en relief 40 peut aussi être adaptée au cas de la figure 1, où la partie en relief 20 ne couvre que la portion centrale de la largeur de la réglette 19. Par cette variante, on cherche, si nécessaire, à éviter que les orifices situés au voisinage des extrémités de la busette 1 ne soient alimentées de manière déficitaire par rapport aux orifices situés près de sa partie centrale, donc à l'aplomb du jet de coulée, en particulier dans le cas où on utilise une busette de très grande longueur (de l'ordre de 700 mm par exemple).
La figure 4 montre un exemple de réglette 41 dont la partie en relief 42 a non plus une section triangulaire, mais une section arrondie. Là encore, la partie en relief 42 peut couvrir la totalité de la face supérieure de la réglette 40 (comme représenté), ou seulement une portion de cette face supérieure, et son épaisseur peut être identique sur toute la longueur de la réglette 40, ou diminuer entre sa partie centrale et ses extrémités.
Enfin, la figure 5 montre un exemple de réglette 43, dans laquelle la partie en relief 44 ne couvre qu'une portion centrale de la surface supérieure de la réglette 43, et a une section transversale rectangulaire à sa base et triangulaire à son sommet. D'autre part, ladite surface supérieure présente des arêtes biseautés 45, 46.
Les exemples de réglettes qui ont été décrits et représentés ne sont pas limitatifs, et d'autres configurations peuvent être imaginées, par exemple par combinaison de caractéristiques essentielles des exemples précédents. D'autre part, la position de la réglette peut être modifiée en fonction de la géométrie intérieure de la busette. Au lieu d'être placée à l'intérieur des ouïes comme représenté, elle peut être placée entièrement au-dessus ou au-dessous des ouïes, l'essentiel étant que le métal liquide la traverse obligatoirement avant de s'écouler hors de la busette par les orifices de sortie ménagés dans le fond de l'élément creux. La busette peut également comporter d'autres obstacles, en plus de la réglette.
Il est également envisageable que toutes les perforations de la réglette ne présentent pas le même diamètre, et/ou soient placées à des distances irrégulières les une part rapport aux autres, si on observe que cela contribue à améliorer encore davantage la répartition du métal liquide sortant du fond de la busette. De même, les perforations peuvent être non pas strictement verticales mais obliques.
A titre d'exemple, on peut donner les résultats d'essais suivants. Ils ont été réalisés sur une maquette hydraulique où on a reproduit les configurations d'une busette 1 dont l'élément creux 4 a une longueur de 700 mm et une largeur intérieure de 54 mm, et est muni d'une réglette ayant ces mêmes longueur et largeur. Dans la configuration de référence, la réglette a une forme strictement parallélépipédique et une épaisseur de 20 mm. Elle comporte deux rangées de perforations cylindriques de 12 mm de diamètre dont les axes sont placés à une distance de 15 mm des bords de la réglette. Ces perforations ont leurs axes distants de 24 mm, et les axes des perforations les plus proches des extrémités de la réglette sont situés à 35 mm desdites extrémités. Dans la configuration selon l'invention, la réglette est du type 19 représenté sur les figures la et 1b, avec une partie centrale en relief de section transversale triangulaire 20, dont le sommet surplombe la face supérieure de la réglette 19 de 20 mm. Les perforations sont ménagées de la même façon que pour la réglette de référence. Le fond de l'élément creux 4 comporte dans les deux cas une rangée centrale de 26 orifices comparables aux orifices 7-17 de la figure 1a. On a mesuré sur la maquette la proportion de l'eau transitant par la busette 1 qui en sortait par chacune des ouïes 5, 6 et par chacun des orifices du fond de l'élément creux 4. Les résultats des mesures figurent dans le tableau 1. Les orifices ont été numérotés en allant d'une extrémité à l'autre de la busette 1, les trous N° 13 et 14 étant situés de part et d'autre de l'axe vertical de la busette 1.
Répartition du débit de liquide sortant de la busette entre les ouïes et les orifices
Réglette de référence Réglette de l'invention
N° de l'orifice % du débit total sortant par N° de l'orifice % du débit total sortant par
ouïe de gauche 25,5 ouïe de gauche 21,2
1 2,2 1 2,3
2 2,1 2 2,3
3 2,1 3 2,3
4 2,0 4 2,2
5 2,1 5 2,3
6 2,1 6 2,3
7 1,2 7 2,2
8 2,0 8 2,2
9 1,9 9 2,1
10 1,7 10 2,0
11 0,9 11 1,8
12 1,6 12 1,7
13 2,6 13 3,0
14 2,6 14 3,0
15 1,6 15 1,7
16 0,9 16 1,8
17 1,7 17 2,0
18 1,9 18 2,1
19 2,0 19 2,2
20 1,2 20 2,2
21 2,1 21 2,3
22 2,1 22 2,3
23 2,0 23 2,2
24 2,1 24 2,3
25 2,1 25 2,3
26 2,2 26 2,3
ouïe de droite 25,5 ouïe de droite 21,2
Total 100,0 Total 100,0
Dans la configuration de référence, les orifices du fond de la busette sont alimentés de façon très inégale : ils sont traversés par une proportion du débit de liquide qui varie de 0,9 à 2,6 % (0,9 à 2,2 % si on ne tient pas compte des deux orifices centraux numérotés 13 et 14 dont il est normal qu'ils soient alimentés de manière privilégiée puisqu'ils sont situés à l'aplomb du jet de coulée). On voit que même deux orifices voisins peuvent être alimentés avec des débits très différents. Dans la configuration de réglette selon l'invention, la dispersion des débits est bien moindre : ils varient de 1,7 à 3,0 % (1,7 à 2,3 % si on ne tient pas compte des orifices centraux).
Comme on l'a dit, la busette selon l'invention trouve une application privilégiée dans les installations de coulée continue de bandes minces d'acier entre cylindres. Mais elle peut aussi être utilisée sur des installations de coulée continue de produits métallurgiques d'autres formats et/ou d'autres métaux, pour lesquels une grande régularité de l'alimentation en métal de l'espace de coulée est utile.

Claims (7)

  1. Busette (1) pour l'introduction d'un métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux, du type comportant une première partie tubulaire (2) dont une extrémité est destinée à être connectée à un récipient renfermant ledit métal liquide, et dont l'autre extrémité débouche dans une deuxième partie creuse (4) de forme allongée dont au moins une portion de l'espace intérieur (3) est orientée sensiblement perpendiculairement à ladite première partie tubulaire (2), ladite partie creuse (4) comportant une ouïe (5, 6) à chacune de ses extrémités, ainsi qu'un ou plusieurs orifices de sortie (7-17) ménagés dans son fond (18) et/ou ses parois latérales, une réglette munie de perforations (22, 22', 23-34) étant disposée dans l'espace intérieur (3) de ladite partie creuse (4) de manière à ce que le métal liquide passe obligatoirement par lesdites perforations (22, 22', 23-34) avant de traverser lesdits orifices de sortie (7-17), caractérisée en ce que ladite réglette (19, 38, 39, 41, 43) comporte sur au moins une portion de la largeur de sa face supérieure une partie en relief (20, 37, 40, 42, 44) comportant un sommet situé sur l'axe horizontal longitudinal de ladite partie creuse (4), lesdites perforations (22, 22', 23-34) étant réparties de part et d'autre dudit sommet.
  2. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie en relief (20, 37) est de section transversale triangulaire.
  3. Busette selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite partie en relief (20, 37) de section triangulaire a sa pointe arasée.
  4. Busette selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la section transversale de la face supérieure (21) de ladite réglette (19) est triangulaire dans sa partie centrale (20) et plane dans ses parties latérales, et en ce que lesdites perforations (22, 22', 23-34) sont ménagées dans lesdites parties latérales.
  5. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie en relief (42) de ladite réglette (41) a une section transversale de forme arrondie.
  6. Busette selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la face supérieure de ladite réglette (43) présente des arêtes biseautées (45, 46).
  7. Busette selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite partie en relief (40) de la réglette (39) a une épaisseur variable, qui diminue entre le centre et les extrémités de la réglette (39).
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