FR2480155A1

FR2480155A1 - Casting pipe on base of tundish in continuous casting plant - has two tangential outlet holes through which molten metal flows into rotating mould, esp. to cast round steel bars

Info

Publication number: FR2480155A1
Application number: FR8007986A
Authority: FR
Inventors: Andre Gueussier; Philippe Barthelemy
Original assignee: Creusot Loire Vallourec; Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire Vallourec; Creusot Loire SA
Priority date: 1980-04-09
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1981-10-16
Also published as: FR2480155B1

Abstract

The plant includes a mould which is rotated on a vertical axis, and which is used to cast solid bars. The casting pipe is vertical, and is located on the axis of the mould. The bottom end of the pipe is immersed in the molten metal in the mould and has at least one tangential outlet which slopes upwards towards its exit end. The pref. casting pipe has a bottom end with an increased dia. and a closed base. In the large bottom end are two tangential outlet holes diametrically opposite each other and sloping upwards at 5-40, esp. 10-25 deg. The outlet holes are pref. 5-15, esp. 10 cm below the surface of the molten metal. Esp. used for the mfr. of round steel bars. The prevention of segregation in the solidifying bar, and the absence of solid bridges of metal between the mould and the casting pipe. Such bridges can cause fracture of the pipe.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en métal liquide pour la coule continue d'ébauches métalliques pleines, notamment de section circulaire, dans une installation dans laquelle au moins la partie non solidifiée du métal introduit dans le moule est entraînée en rotation autour d'un axe vertical sous l'action de champs électromagnétiques ou par un entrainement simultané en rotation, autour de l'axe vertical de l'ébauche, de l'ensemble constitué par le moule, l'ébauche en cours de solidification et les organes de guidage et d'extraction de l'ébauche. The present invention relates to a liquid metal supply device for the continuous flow of solid metal blanks, in particular of circular section, in an installation in which at least the non-solidified part of the metal introduced into the mold is rotated around '' a vertical axis under the action of electromagnetic fields or by a simultaneous rotational drive, around the vertical axis of the blank, of the assembly formed by the mold, the blank being solidified and the organs of guiding and extracting the blank.

Un dispositif de ce type est par exemple décrit dans le brevet français N072.27865. Dans ce document antérieur, l'alimentation en métal liquide s'effectue par l-'intermédiaire d'une busette à axe vertical alimentée depuis un répartiteur et dont l'extrémité inférieure est immergée dans le métal liquide en cours de solidification. A device of this type is for example described in French patent N072.27865. In this prior document, the supply of liquid metal is carried out by means of a nozzle with a vertical axis supplied from a distributor and the lower end of which is immersed in the liquid metal being solidified.

Dans une installation de ce type la surface du métal liquide en cours de solidification dans le moule est protégée contre l'oxydation soit par une couche de laitier de nature appropriée, soit encore par un gaz inerte, en particulier par de l'azote ou de l'argon amené au voisinage de la surface du bain sous forme gazeuse ou de préférence sous forme liquéfiée a basse température. In an installation of this type, the surface of the liquid metal being solidified in the mold is protected against oxidation either by a layer of slag of an appropriate nature, or even by an inert gas, in particular by nitrogen or argon brought in the vicinity of the surface of the bath in gaseous form or preferably in liquefied form at low temperature.

La présente invention vise à résoudre un problème qui se pose dans ce type d'installation en particulier lorsque l'on désire couler des aciers pour lesquels on constate que le ménis- que formé par la rotation du métal dans le moule a tendance a se solidifier et former des ponts entre la busette immergée et le moule provoquant rapidement la destruction de la busette. The present invention aims to solve a problem which arises in this type of installation, in particular when it is desired to pour steels for which it is found that the meniscus formed by the rotation of the metal in the mold tends to solidify. and forming bridges between the submerged nozzle and the mold rapidly causing the destruction of the nozzle.

De plus, on constate notamment lors de la coulée sous laitier que la qualité de peau n'est pas parfaitement satisfaisante et on constate par ailleurs des phénomènes de ségrégation détectables soit sous la forme de zones blanches dans l'ébauche soit par analyse chimique si les différences de vitesses giratoires entre l'ébauche solidifiée et le métal liquide ne sont pas appropriées. In addition, it is noted in particular during pouring under slag that the skin quality is not perfectly satisfactory and there are also detectable segregation phenomena either in the form of white areas in the blank or by chemical analysis if the differences in gyratory speeds between the solidified blank and the liquid metal are not appropriate.

Le dispositif selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comprend une busette tubulaire comportant dans sa paroi au moins un orifice orienté vers le haut et tangentiellement par rapport au corps de la busette permettant de délivrer un courant de métal liquide orienté tangentiellement par rapport la busette et vers le haut, c'est-à-dire en direction du ménisque. The device according to the invention is essentially characterized by the fact that it comprises a tubular nozzle having in its wall at least one orifice oriented upwards and tangentially relative to the body of the nozzle making it possible to deliver a stream of tangible oriented liquid metal. relative to the nozzle and upwards, that is to say in the direction of the meniscus.

On constate ainsi de façon remarquable que les défauts
r mentionnés ci-dessus de qualité de l'ébauche et les problèmes de solidification au niveau du ménisque sont très largement evités, voire supprimés lors de la coulée d'acier calmé à l'aluminium.It is thus remarkably noted that the defects
r mentioned above of the quality of the blank and the problems of solidification at the meniscus are very largely avoided, or even eliminated during the casting of steel calmed with aluminum.

Dans un mode préféré de réalisation, la busette comporte deux orifices diamétralement opposés sur le corps de la busette. In a preferred embodiment, the nozzle has two diametrically opposite orifices on the body of the nozzle.

L'angle d'inclinaison du ou des orifices orientés vers le haut est avantageusement compris entre 5 et 400 par rapport à l'horizontale et est de préférence compris entre 10 et 25 . The angle of inclination of the orifice (s) facing upwards is advantageously between 5 and 400 relative to the horizontal and is preferably between 10 and 25.

La profondeur d'immersion de la busette est déterminée de telle manière que le ou les orifices de la busette se trouvent à une distance comprise entre 5 et 15 cm et de préférence de l'ordre de 10 cm de la surface du métal liquide. The immersion depth of the nozzle is determined in such a way that the orifice (s) of the nozzle are at a distance of between 5 and 15 cm and preferably of the order of 10 cm from the surface of the liquid metal.

Le ou les orifices peuvent dans un mode de réalisation être réalisés dans la partie inférieure de la busette présentant un diamètre accru par rapport à sa partie supérieure en communication avec le répartiteur, ladite partie inférieure comportant un fond fermé. The orifice (s) may in one embodiment be produced in the lower part of the nozzle having an increased diameter relative to its upper part in communication with the distributor, said lower part comprising a closed bottom.

Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire un mode de réalisation particulier en se référant au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif d'alimentation selon l'invention.In order to better understand the invention, we will now describe a particular embodiment with reference to the accompanying drawing in which
- Figure 1 shows a schematic sectional view of a supply device according to the invention.

- la figure 2 est une vue coupe selon II-II de la figure 1. - Figure 2 is a sectional view along II-II of Figure 1.

La figure 1 représente de manière schématique, en coupe, la partie supérieure d'une installation de coulée continue de barres pleines en acier, de section circulaire, dans laquelle la barre au cours de solidification, ainsi que tous ses organes de guidage et d'entraînement sont entraînés en rotation autour de leur axe vertical comme représenté par la flèche du bas de la figure -1 et celle de la figure 2. Figure 1 shows schematically, in section, the upper part of a continuous casting installation of solid steel bars, of circular section, in which the bar during solidification, as well as all its guiding and drive are driven in rotation about their vertical axis as shown by the arrow at the bottom of figure -1 and that of figure 2.

On voit en particulier le moule ou lingotière 1 représenté de manière très schématique, qui, d'une façon conventionnelle, peut être par exemple réalisé en cuivre, avec un refroidissement obtenu par circulation d'eau, ce moule étant entraîné en rotation par un dispositif conventionnel. We see in particular the mold or ingot mold 1 shown very schematically, which, in a conventional manner, can for example be made of copper, with cooling obtained by circulation of water, this mold being driven in rotation by a device conventional.

Le métal liquide qui est amené dans le moule s'y refroidit et, sous l'action d'un refroidissement secondaire, non représenté, assure la formation de la barre pleine, de section circulaire. The liquid metal which is brought into the mold cools there and, under the action of a secondary cooling, not shown, ensures the formation of the solid bar, of circular section.

Dans la partie représentée en coupe axiale on peut voir la périphérie 2a de la barre qui est constituée par du métal solidifé tandis que la partie centrale 2b est constituée par du métal liquide qui se solidifie progressivement au fur et à mesure que la barre est extraite vers le bas et se refroidit. In the part shown in axial section we can see the periphery 2a of the bar which is constituted by solidified metal while the central part 2b is constituted by liquid metal which gradually solidifies as the bar is extracted towards down and cools.

Une busette 3, en matériau réfractaire, est disposée dans l'axe de la barre 2, en étant reliée à un répartiteur 4 qui contient le métal liquide 5, en particulier de l'acier. A nozzle 3, made of refractory material, is arranged in the axis of the bar 2, being connected to a distributor 4 which contains the liquid metal 5, in particular steel.

La busette se compose d'un corps allongé tubulaire 3a prolongé à son extrémité inférieure par une partie de diamètre accru 3b comportant un fond fermé 3c. The nozzle consists of an elongated tubular body 3a extended at its lower end by a portion of increased diameter 3b having a closed bottom 3c.

Selon l'invention, la busette présente dans sa partie inférieure 3b un ou plusieurs orifices 6, qui, dans l'exemple représenté sont au nombre de deux, diamétralement opposés par rapport au corps de la busette comme on le voit le mieux dans la figure 2. According to the invention, the nozzle has in its lower part 3b one or more orifices 6, which, in the example shown are two in number, diametrically opposite with respect to the body of the nozzle as best seen in the figure 2.

Ces orifices sont orientés vers le haut et tangentiellement par rapport au corps de la busette pour diriger des jets de métal liquide matérialisés par les flèches des figures 1 et 2 vers le haut en direction du ménisque et tangentiellement. These orifices are oriented upwards and tangentially with respect to the body of the nozzle to direct jets of liquid metal materialized by the arrows in FIGS. 1 and 2 upwards in the direction of the meniscus and tangentially.

Le débit du métal liquide dans la busette 3 peut être réglé par tous moyens appropriés pour correspondre à la vitesse d'extraction par le bas de la barre et permettre de maintenir le niveau du métal liquide dans le moule à une hauteur d'environ 10 cm au-dessus des orifices 6. The flow of liquid metal in the nozzle 3 can be adjusted by any appropriate means to correspond to the speed of extraction from the bottom of the bar and make it possible to maintain the level of liquid metal in the mold at a height of approximately 10 cm. above the holes 6.

Pour préserver la surface du bain de métal liquide visà-vis de l'oxydation, on réalise, de manière en soi connue, à la surface supérieure du bain une couche 7 de gaz protecteur inerte amené sous forme liquéfiée, par exemple de l'azote. In order to preserve the surface of the liquid metal bath against oxidation, a layer 7 of inert protective gas supplied in liquefied form, for example nitrogen, is produced in a known manner on the upper surface of the bath. .

Dans une variante non représentée, on peut mettre en oeuvre la présente invention dans un procédé où la partie solide de la barre ne subit aucun mouvement de rotation autour d'un axe vertical, alors que le métal situé au centre est entraîné en rotation autour de son axe vertical par exemple par l'action de champs électromagnétiques tournant. On peut également la mettre en oeuvre avec un moule de section non circulaire. In a variant not shown, the present invention can be implemented in a process where the solid part of the bar does not undergo any rotational movement around a vertical axis, while the metal located in the center is rotated around its vertical axis for example by the action of rotating electromagnetic fields. It can also be implemented with a mold of non-circular section.

Gr ce à la présente invention, on peut obtenir des barres coulées en continu, en particulier en acier calmé à l'aluminium, qui présentent des qualités métallurgiques particulièrement intéressantes. Ces barres présentent en particulier une excellente qualité de peau associée à une grande propreté interne procurée par la coulée totalement à l'abri de l'oxydation de l'air. On constate de plus que grâce à l'orientation particulière des jets de métal liquide obtenus par lrorientation des orifices de la busette on ne rencontre pas les-phénomènes de ponts de solification entre la busette et le moule. Thanks to the present invention, it is possible to obtain bars which are continuously cast, in particular in steel quenched with aluminum, which have particularly advantageous metallurgical qualities. These bars present in particular an excellent quality of skin associated with a great internal cleanliness provided by the casting totally protected from the oxidation of air. It can also be seen that, thanks to the particular orientation of the jets of liquid metal obtained by orienting the orifices of the nozzle, the phenomena of solification bridges between the nozzle and the mold are not encountered.

I1 est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'on peut lui apporter toutes modifications souhaitables sans sortir pour autant ni du cadre ni de l'esprit de l'invention. It is understood that the embodiment which has just been described does not have any limiting character and that any desirable modifications can be made to it without however departing from the scope or the spirit of the invention.

Claims

1. Liquid metal supply device for the continuous casting of solid metal blanks in an installation in which at least the non-solidified part of the metal introduced into the mold is rotated about a vertical axis, and comprising a nozzle with vertical axis fed from a distributor and whose lower end is immersed in the liquid metal being solidified, characterized in that the nozzle, of tubular shape, comprises, in its wall, at least one orifice facing upwards and tangentially to the body of the nozzle.

2. Device according to claim 1, characterized in that the nozzle has two diametrically opposite orifices on the body of the nozzle.

3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the orifice or orifices are made in the lower part of the nozzle which has an increased diameter relative to its upper part in communication with the distributor, said lower part with a closed bottom.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle of inclination of the orifice (s) facing upwards is between 5 and 400 and preferably between 10 and 250 relative to the horizontal. .

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the immersion depth of the nozzle is determined in such a way that the orifice (s) are at a distance between 5 and 15 cm and of preferably about 10 cm from the surface of the liquid metal.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of the bath is coated with a protective layer against oxidation, preferably a layer of inert gas.