FR2541915A2 - Device for supplying metal into continuous-casting ingot moulds - Google Patents

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Abstract

In a continuous-casting installation having a nozzle 3 immersed in the bath of liquid steel 4, contained in the ingot mould (not shown), the surface of this bath being protected from oxidation by a layer 5 of molten slag, in order to prevent the appearance in 3 of pressure reductions resulting from the suction-pipe effect of the flow current and capable of giving rise to re-entries of outside air through the still porous wall of the said nozzle 3, the latter is given an internal diameter which is deliberately exaggerated and its outlet 3a is contracted so as to create a sufficient counterpressure. The stopper rod 2 no longer serves as an adjustment member but only as a safety device in the event of rupture of 3, and actual adjustment takes place by means of variation of the withdrawal speed of the cast bar. As a variant, the protective layer 5 may be replaced by a refractory, two-piece cover.

Description

On a décrit au brevet principal un dispositif d'amenée du métal liquide a la lingotière dans les installations de coulée continue, du genre comportant une cuvette ou 'tundish , un clapet ou quenouille" propre à coopérer avec un siège prévu au fond du tundish en vue de régler l'écoulement du métal, et une busette qui ssétend vers le bas à partir du siège pour plonger dans le bain métallique au-dessous de la couche protectrice de laitier. Le but recherché était d'éviter l'apparition à l'intérieur de la busette de dressions résultant de l'écoulement du métal et susceptibles de provoquer des rentrées d'air, avec les phEnomb- nes de formation de bouchons d'oxydes que de telles rentrées peuvent provoquer.A cet effet, l'on prévoyait des moyens pour créer vers la sortie de cette busette un étranglement propre a provoquer une surpression à l'intérieur de celle-ci. Cet étranglement, qui devait évidemment diminuer à mesure qu'on soulevait davantage la quenouille, était réalisé en pratique à l'aide d'une quenouille secondaire manoeuvre en même temps que la quenouille principale et agencée de manière a ne jamais venir s'appliquer sur un siège quelconque solidaire de la busette, afin d'éviter d'appliquer la moindre contrainte mécanique à celle-ci, toujours très fragile. The main patent describes a device for supplying liquid metal to the ingot mold in continuous casting installations, of the type comprising a bowl or 'tundish, a valve or stopper "capable of cooperating with a seat provided at the bottom of the tundish in view to regulate the flow of metal, and a nozzle which extends downwards from the seat to plunge into the metal bath below the protective layer of slag. The aim was to avoid the appearance of inside of the dressions nozzle resulting from the flow of metal and likely to cause re-entry of air, with the phenomena of formation of oxide plugs which such re-entry can cause. means for creating a constriction towards the outlet of this nozzle capable of causing an overpressure inside of it. This constriction, which obviously had to decrease as the stopper was raised more, was practically produced with aid e of a secondary stopper operating at the same time as the main stopper and arranged so as never to come to be applied on any seat secured to the nozzle, in order to avoid applying the slightest mechanical stress thereto, still very fragile.

La présente addition vsse à étendre le domaine d'application de l'invention suivant le brevet principal au cas particulier des installa- tions de coulée continue dans lesquelles le réglage s'effectue en agissant non plus sur le déversement du métal liquide dans la lingotière, mais bien sur la vitesse d'extraction de la barre coulée sortant de celle-ci. The present addition vsse to extend the field of application of the invention according to the main patent to the particular case of continuous casting installations in which the adjustment is carried out by acting no longer on the pouring of the liquid metal into the ingot mold, but of course the speed of extraction of the casting bar leaving it.

Dans les installations du type en question, la busette présente un diamètre intérieur choisi à l'avance pour correspondre au débit moyen de métal prévu et assurer le maintien à la hauteur voulue du niveau du bain métallique dans la lingotière. Toutefois, comme divers facteurs, et notamment la pression hydrostatique dans le tundish, peuvent modifier ce débit, on corrige les différences en accélérant ou en ralentissant les rouleaux qui entratnent la barre sortant de la lingotière. In installations of the type in question, the nozzle has an internal diameter chosen in advance to correspond to the average flow rate of metal provided and to maintain the level of the metal bath in the ingot mold at the desired height. However, as various factors, and in particular the hydrostatic pressure in the tundish, can modify this flow, the differences are corrected by speeding up or slowing down the rollers which drive the bar leaving the ingot mold.

Là encore, l'écoulement du métal a travers la busette engendre un phénomène de trompe aspirante, de sorte que sous l'effet de la dépression ainsi créée, de l'air extérieur traverse le joint entre la busette et le tundish, ainsi que la paroi de la busette elle-méme, très généralement quelque peu poreuse, en venant oxyder le métal
Conformément à la présente addition, l'on évite cet inconvénient en calibrant l'extrémité inférieure de la busette au diamètre choisi et en prévoyant au contraire pour le reste de celle-ci un diamètre notablement supérieur. Dans ces conditions, le métal qui se trouve à l'intérieur de la busette au-dessus de l'étranglement terminal de celle-ci est sous une pression hydrostatique notable, de sorte que toute rentrée d'air est évitée.Again, the flow of metal through the nozzle generates a suction tube phenomenon, so that under the effect of the vacuum thus created, outside air passes through the joint between the nozzle and the tundish, as well as the wall of the nozzle itself, very generally somewhat porous, by oxidizing the metal
In accordance with the present addition, this disadvantage is avoided by calibrating the lower end of the nozzle to the chosen diameter and, on the contrary, providing for the remainder of the latter a significantly greater diameter. Under these conditions, the metal which is inside the nozzle above the terminal throttle thereof is under a significant hydrostatic pressure, so that any re-entry of air is avoided.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'addition, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est une coupe schématisée de la partie inférieure du tandis, de la busette et du haut du bain dans une installation de coulée continue comportant application de la présente addition.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the addition, the characteristics which it presents and the advantages which it is likely to provide.
Fig. 1 is a diagrammatic section of the lower part of the while, the nozzle and the top of the bath in a continuous casting installation comprising application of the present addition.

Fig. 2 représente schématiquement à plus petite échelle l'ensemble de l'installation entre le tundish et les rouleaux d'extraction de la barre. Fig. 2 schematically shows on a smaller scale the entire installation between the tundish and the extraction rollers of the bar.

fig. 3 indique une variante dans laquelle on a fait comporter à la lingotière un couvercle amovible. fig. 3 indicates a variant in which the mold has been made to include a removable cover.

Fig. 4 est une vue en plan correspondant à fig. 3. Fig. 4 is a plan view corresponding to FIG. 3.

En fig. 1 et 2 on retrouve le tundish 1, la busette 3 raccordée à la sortie de celui-ci et le bain liquide 4 dans lequel cette busette plonge partiellement, tandis que la référence 5 désigne la couche de laitier surnageante qui protège le métal. In fig. 1 and 2 we find the tundish 1, the nozzle 3 connected to the outlet thereof and the liquid bath 4 in which this nozzle partially plunges, while the reference 5 designates the layer of supernatant slag which protects the metal.

Conformément à l'addition, la busette 3 comporte à son extrémité inférieure un étranglement calibré 3a dont la section est déterminée de manière à ce qu'en conditions normales le débit de métal liquide déversé dans le bain 4 par la busette corresponde à la quantité de métal que les rouleaux 14, convenablement commandEs, extraient du bas de cette lingotié- re sous la forme d'une barre solide 15 (au moins dans sa partie extérieure). In accordance with the addition, the nozzle 3 has at its lower end a calibrated constriction 3a, the section of which is determined so that under normal conditions the flow of liquid metal poured into the bath 4 by the nozzle corresponds to the amount of metal that the rollers 14, suitably controlled, extract from the bottom of this mold in the form of a solid bar 15 (at least in its outer part).

Comme cette égalité ne peut pas en pratique être réalisée de façon parfaite en raison de nombreux facteurs, et notamment de la hauteur du métal liquide dans le tundish 1, on prévoit de régler la vitesse des rouleaux 14 en fonction de la hauteur du bain 4 dans le haut de la lingotière 13. As this equality cannot in practice be achieved in a perfect manner due to many factors, and in particular the height of the liquid metal in the tundish 1, provision is made to adjust the speed of the rollers 14 as a function of the height of the bath 4 in the top of the mold 13.

On a représenté en fig. 1 une quenouille 2. liais celle-ci ne sert pas à régler le débit amené à la busette. Elle est normalement soulevée à fond et n'est utilisée qu'en cas d'accident (par exemple de rupture de la busette) pour arrêter totalement l'écoulement du métal. There is shown in fig. 1 a stopper 2. linked this one is not used to regulate the flow rate supplied to the nozzle. It is normally lifted fully and is only used in the event of an accident (for example rupture of the nozzle) to completely stop the flow of metal.

Fig. 3 et 4 montrent une variante plus particulièrement applicable au cas de la coulée de barres de faible section. Dans ce cas, pour mieux protéger le bain métallique, on a recouvert la lingotière d'un couvercle réfractaire fait en deux parties 16a, 16b qui entourent la busette 3 comme le montre bien fig. 4. Comme dans ces conditions l'on ne peut plus déverser de la poudre de laitier dans la lingotière pour assurer la lubrification indispensable entre celle-ci et la pellicule de métal qui se solidifie à son contact; on prévoit, à la façon connue, d'y injecter une huile appropriée par le moyen de petites canalisations, telles que 17. Bien entendu, l'agencement doit être tel que la présence des canalisations 17 ne détermine pas entre le couvercle et la lingotière un espace intermédiaire notable permettant des rentrées d'air inadmissibles. Fig. 3 and 4 show a variant more particularly applicable in the case of the casting of bars of small section. In this case, to better protect the metal bath, the mold was covered with a refractory cover made in two parts 16a, 16b which surround the nozzle 3 as shown in FIG. 4. As in these conditions, it is no longer possible to pour slag powder into the ingot mold to ensure the essential lubrication between it and the metal film which solidifies on contact; in known manner, provision is made for injecting an appropriate oil therein by means of small pipes, such as 17. Of course, the arrangement must be such that the presence of pipes 17 does not determine between the cover and the mold. a significant intermediate space allowing inadmissible air intake.

D'autre part, et plus particulièrement dans le cas précité de barres de faible section, on peut avoir avantage à limiter le refroidissement du métal liquide qui traverse la busette 3 afin d'éviter tout risque de solidification intempestive de celui-ci. Pour y parvenir de façon efficace et simple on peut
- soit calorifuger cette busette 3, par exemple en l'entourant d'un manchon fait en un matériau réfractaire mauvais conducteur de la chaleur (magnésiepulvérulente, fibres d'amiante)
- soit la chauffer à l'aide d'un chalumeau ou d'une résistance électrique en métal réfractaire bobinée sur elle.On the other hand, and more particularly in the aforementioned case of bars of small section, it may be advantageous to limit the cooling of the liquid metal which passes through the nozzle 3 in order to avoid any risk of inadvertent solidification of the latter. To achieve this efficiently and simply, you can
- Either insulate this nozzle 3, for example by surrounding it with a sleeve made of a refractory material poor conductor of heat (powdered magnesia, asbestos fibers)
- Either heat it with a blowtorch or an electrical resistance in refractory metal wound on it.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple, et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'addition dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.  It should moreover be understood that the foregoing description has been given only by way of example, and that it in no way limits the field of addition from which one would not leave by replacing the execution details. described by all other equivalents.

Claims (5)

RE V-E N D-I C A T-I O N SRE V-E N D-I C A T-I O N S 1. Dispositif d'amenée du métal à la lingotière dans les installations de coulée continue, suivant la révendication 1 du brevet principal, du genre dans lequel le réglage de la coulée-s'effectue en agissant sur la vitesse des rouleaux d'extraction de la barre et non pas par manoeuvre d'un clapet, quenouille ou analogue, la section d'écoulement du métal à travers la busette immergée restant invariable, caractérisé en ce que la surpression à l'intérieur de cette busette (3) est créée en lui impartissant un diamètre supérieur à celui correspondant au débit désiré, et en prévoyant un étranglement calibré (3a) à son extrémité inférieure immergée dans le bain. 1. Device for supplying metal to the mold in continuous casting installations, according to claim 1 of the main patent, of the type in which the adjustment of the casting is effected by acting on the speed of the extraction rollers of the bar and not by maneuvering a valve, stopper or the like, the metal flow section through the submerged nozzle remaining invariable, characterized in that the overpressure inside this nozzle (3) is created by giving it a diameter greater than that corresponding to the desired flow rate, and providing a calibrated throttle (3a) at its lower end immersed in the bath. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle réfractaire (16a, 16b) rapporté sur la lingotière (13) de maniere à isoler le haut de celle-ci de l'atmosphère extérieure, tandis que la lubrification nécessaire entre la paroi de la lingotière et la pellicule de métal solidifiée à son contact est réalisée par injection dthuile, à la façon connue. 2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a refractory cover (16a, 16b) attached to the mold (13) so as to isolate the top thereof from the external atmosphere, while the lubrication necessary between the wall of the mold and the metal film solidified in contact with it is produced by injection of oil, in known manner. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le couvercle est fait en au moins deux pièces (16a, 16b) entourant la busette (3). 3. Device according to claim 2, characterized in that the cover is made of at least two parts (16a, 16b) surrounding the nozzle (3). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la busette (3) est calorifugée de façon à limiter le refroidissement du métal liquide qu'elle renferme. 4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the nozzle (3) is insulated so as to limit the cooling of the liquid metal which it contains. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un système de chauffage de la busette (3) propre à limiter le refroidissement du métal liquide qu'elle renferme.  5. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a heating system of the nozzle (3) capable of limiting the cooling of the liquid metal which it contains.
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