FR2575094A1 - Busette de coulee d'acier fondu - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES BUSETTES DE COULEE D'ACIER FONDU. ELLE SE RAPPORTE A UNE BUSETTE DE COULEE AYANT, SUIVANT SON AXE, UN TROU 14 D'ECOULEMENT D'ACIER FONDU. SELON L'INVENTION, LE REFRACTAIRE DE LA BUSETTE 13 CONTIENT AU MOINS 30 EN POIDS D'OXYDE DE CALCIUM, LE RESTE ETANT CONSTITUE PRATIQUEMENT D'OXYDE DE MAGNESIUM ETOU D'OXYDE D'ALUMINIUM, LES PROPORTIONS DE CES DERNIERS OXYDES ETANT TELLES QUE LA TEMPERATURE DE FUSION DU REFRACTAIRE EST AU MOINS EGALE A 2200C, DANS LE DIAGRAMME TERNAIRE CAO-MGO-ALO. APPLICATION A LA COULEE DE L'ACIER FONDU.
Description
La présente invention concerne une busette de coulée d'acier fondu, fixée
à un récipient contenant de l'acier
fondu tel qu'un panier de coulée ou une poche.
La coulée continue de l'acier fondu est réalisée par exemple par coulée d'acier fondu logé dans une poche par un panier de coulée, par l'intermédiaire d'une busette de coulée fixée à la paroi inférieure du panier de coulée, puis dans une lingotière verticale placée au-dessous de la busette de coulée afin qu'une barre coulée d'acier soit formée, puis par enlèvement continu de la barre coulée ainsi
formée sous forme d'une longue barre unique.
La figure 1 est une coupe verticale schématique
représentant un panier de coulée muni d'une busette classi-
que de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée, et d'une busette classique de coulée
d'acier fondu sous forme d'une busette immergée. Comme repré-
senté sur la figure 1, une busette 3 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée, ayant, suivant son axe, un trou interne 4 par lequel s'écoule l'acier fondu, est fixée à la paroi inférieure 2 du panier de coulée. Une busette 5 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée, ayant, suivant son axe, un trou interne 6 par lequel s'écoule l'acier fondu, est montée à l'extrémité inférieure de la busette 3 de coulée constituant la busette du panier de coulée afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas. La busette 5 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée, a une longueur suffisante pour que son extrémité inférieure puisse être immergée dans l'acier
fondu dans une lingotière non représentée, pendant le fonc-
tionnement. Le trou interne 4 de la busette 3 de coulée formant la busette du panier de coulée communique avec le trou interne 6 de la busette 5 de coulée constituant la
busette immergée.
La busette classique 3 de coulée d'acier fondu cons-
tituant la busette du panier de coulée et- la busette clas-
de coulée d'acier fondu constituant la busette immergée
comme décrit précédemment sont formées d'un réfractaire quel-
conque ayant une excellente résistance à l'érosion par l'acier fondu, par exemple un réfractaire à base de zircone, un réfractaire à base de silice, un réfractaire à base de zircone-silice, un réfractaire à base d'aluminegraphite ou un réfractaire à base d'alumine-silice. La figure 2 est une coupe verticale schématique d'un panier de coulée ayant une autre busette classique de
coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée.
Comme représenté sur la figure 2, une busette 7 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée, ayant, suivant son axe, un trou interne 8 par lequel s'écoule l'acier fondu, est fixée à la paroi inférieure 2 d'un panier de coulée 1 afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas. La partie supérieure 7a de la busette 7 sous forme d'une busette immergée est formée d'un réfractaire ayant des propriétés particulièrement bonnes de résistance aux chocs thermiques, et la partie restante 7c, autre que la
partie supérieure 7a, est formée de réfractaire ayant d'excel-
lentes propriétés de résistance à l'érosion par l'acier fondu
comme décrit précédemment.
La figure 3 est une coupe verticale schématique d'un panier de coulée ayant une autre busette classique de
coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée.
Comme l'indique la figure 3, une busette 7 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée, ayant un trou interne 8 suivant son axe pour l'écoulement de l'acier fondu, est fixée à la paroi inférieure 2 d'un panier de coulée 1 afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas. La partie supérieure 7b de la partie de surface interne de la busette 7 de coulée sous forme d'une busette immergée, qui forme le trou interne 8, est formée d'un réfractaire ayant des propriétés particulièrement bonnes de résistance aux chocs thermiques, et la partie restante 7c autre que la partie
supérieure 7b de la surface interne est formée d'un réfrac-
taire quelconque ayant d'excellentes propriétés de résis-
tance à l'érosion par l'acier fondu, comme décrit précédem-
ment. Lors de la coulée d'acier fondu reçu dans un panier de coulée dans une lingotière par l'une quelconque des busettes précitées de coulée d'acier fondu de type classique,
un problème peut se poser du fait que de l'oxyde d'alumi-
nium sous forme d'une poudre fine, présent dans l'acier fondu, se dépose et s'accumule à la surface interne de la busette de coulée d'acier fondu, formant le trou interne, et obstrue ce trou. Ce problème se pose aussi lorsque l'acier fondu logé dans une poche est coulé dans le panier de coulée ou dans la lingotière par la busette précitée de coulée d'acier
fondu formant une busette de poche fixée à la paroi infé-
rieure de la poche.
Les causes de la présence d'oxyde d'aluminium dans l'acier fondu sont les suivantes: (1) L'oxyde d'aluminium contenu dans les briques du revêtement d'un récipient contenant de l'acier fondu tel qu'un panier de coulée ou une poche, est piégé dans
l'acier fondu se trouvant dans le récipient lors de l'éro-
sion des briques du revêtement.
(2) Dans le cas d'acier calmé par l'aluminium,
l'aluminium ajouté à l'acier fondu crée de l'oxyde d'alumi-
nium par réaction avec l'oxygène se trouvant dans l'acier fondu. (3) Dans le cas d'acier calmé par-de l'aluminium,
l'aluminium ajouté à l'acier fondu forme de l'oxyde d'alumi-
nium par réaction avec l'oxyde de fer du laitier fondu flot-
tant à la surface de l'acier fondu.
(4) De l'aluminium présent dans l'acier fondu forme
de l'oxyde d'aluminium par réaction avec l'oxygène de l'air.
Bien qu'une partie de l'oxyde d'aluminium piégé ou produit par les causes précitées flotte à la surface de l'acier fondu et soit séparée de celuici, la plus grande partie de l'oxyde d'aluminium reste dans l'acier fondu sous forme de fines particules ayant une dimension de plusieurs microns. En conséquence, lors de la coulée de l'acier fondu se trouvant dans le récipient qui le contient, par exemple dans une lingotière par une busette classique de coulée d'acier fondu, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu se dépose et s'accumule à la surface interne de la busette de coulée, formant le trou interne de celle-ci, et
obstrue ce trou.
On connaît les procédés suivants destinés à empê- cher le bouchage dutrou interne de la busette classique de coulée de métal fondu par l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu: (1) L'empêchement de la réaction de l'aluminium présent dans l'acier fondu avec l'oxygène de l'air avec formation d'oxyde d'aluminium, par empêchement du contact de l'acier fondu avec de l'air lorsque l'acier fondu d'une poche est coulé dans un panier de coulée et lorsque l'acier fondu du panier de coulée ou de la poche est coulé dans une
lingotière.
(2) L'empêchement de la réduction de température de l'acier fondu circulant dans le trou interne de la busette de coulée d'acier fondu par chauffage de cette busette, afin que l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne puisse pas précipiter et se déposer à la surface
interne de la busette de coulée, formant le trou interne.
(3) L'éjection d'un gaz inerte à partir de la sur-
face interne de la busette de coulée d'acier fondu, formant le trou interne, vers l'acier fondu qui s'écoule dans ce trou interne afin que l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne puisse pas se déposer et s'accumuler sur
la surface interne. -
Les figures 4 et 5 sont des coupes verticales sché-
matiques représentant un panier de coulée ayant une busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ayant une fonction d'éjection d'un gaz inerte et d'une busette classique de coulée d'acier fondu
sous forme d'une busette immergée.
Comme l'indique la figure 4, une busette 9 de cou-
lée d'acier fondu constituant une busette de panier de coulée, ayant un trou interne 10 pour l'écoulement de
l'acier fondu le long de son axe, est fixée à la paroi infé-
rieure 2 d'un panier de coulée 1. La busette 5 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée identique à celle qui est représentée sur la figure 1, est montée à l'extrémité inférieure de la busette 9 de coulée formant la busette de panier de coulée afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas. La busette 9 de coulée d'acier fondu, formant la busette de panier de coulée, a une cavité annulaire 11, près de son trou interne 10, pour l'éjection d'un gaz inerte vers l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne 10. Le gaz inerte introduit par une tuyauterie 12 d'alimentation dans la cavité annulaire 11 est éjecté vers l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne 10, empêchant ainsi le dép6t d'oxyde d'aluminium à la surface interne de la busette 9, sous forme d'une busette de panier de coulée, qui forme le trou interne 10. Une busette 9 de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée représentée sur la figure 5 est constituée d'un réfractaire
poreux. Un gaz inerte introduit par la tuyauterie 12 d'ali-
mentation dans la busette 9 formée d'un réfractaire poreux sous forme d'une busette de panier de coulée, est éjecté vers l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne 10, si bien que l'oxyde d'aluminium ne peut pas se déposer à la surface interne, formant le trou interne 10, de la busette
9 de coulée formant une busette de panier de coulée.
(4) L'extraction d'oxyde d'aluminium présent dans
l'acier fondu se trouvant dans un panier de coulée, à l'inté-
rieur de celui-ci, par des opérations de disposition, dans
le panier de coulée, d'au moins un déversoir vertical réfrac-
taire ayant plusieurs busettes horizontales de coulée d'acier fondu sous forme de trous transversaux destinés à la circulation d'acier fondu, de redressement du courant d'acier fondu pendant que de l'acier fondu coulé d'une poche
dans le panier de coulée s'écoule par les busettes horizon-
tales sous forme de trous transversaux d'au moins un dêver-
soir, et de dépôt de l'oxyde d'aluminium présent dans
l'acier fordu sur les surfaces internes des busettes hori-
zontales de coulée sous forme de trous transversaux si bien
que l'oxyde d'aluminium est retiré de l'acier fondu.
Cependant, lors de la coulée continue d'acier fondu calmé par de l'aluminium contenant au moins 0,003 % en poids d'aluminium soluble dans une barre coulée d'acier de faible section ayant un côté pouvant atteindre 200 mm, à l'aide d'une busette de coulée classique de petit diamètre formant une busette de panier de coulée ou une busette immergée ayant un trou interne de diamètre compris entre 10 et 20 mm, il est impossible, même par mise en oeuvre de l'un quelconque des procédés précités (1) à (4) d'empêcher le dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu à la surface interne d'une busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette immergée, et en conséquence d'empêcher le bouchage du trou interne de la busette classique de coulée d'acier fondu par l'oxyde d'aluminium déposé et accumulé à la surface interne de la busette de coulée d'acier fondu. On a donc cru de manière classique qu'il était impossible de couler de façon continue
de l'acier fondu calmé par de l'aluminium comme décrit précé-
demment, sous forme d'une barre coulée d'acier de faible section à l'aide de la busette précitée de coulée classique de petit diamètre formant une busette de panier de coulée
ou une busette immergée.
Dans ces conditions, la mise au point d'une busette de coulée d'acier fondu destinée à former une busette de
panier de coulée ou une busette immergée, empêchant le bou-
chage du trou interne de la busette du fait du dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne, même lors de la coulée d'acier fondu calmé par de l'aluminium ayant une teneur élevée en aluminium soluble, dans une lingotière, par le trou interne de petit diamètre de la busette de coulée d'acier fondu, est très demandée. Cependant, une telle busette de coulée d'acier
fondu n'a pas encore été proposée jusqu'à présent.
La présente invention a essentiellement pour objet la réalisation d'une busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette immergée, permettant d'empêcher le bouchage du trou interne de la busette à la suite du dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne,
même lors de la coulée d'acier fondu calmé par de l'alumi-
nium ayant une teneur élevée en aluminium soluble, dans une lingotière, par le trou interne d'une busette de coulée
d'acier fondu de petit diamètre.
Elle concerne aussi une busette de coulée d'acier fondu sous forme d'un trou transversal, montée dans un
déversoir réfractaire vertical placé dans un panier de cou-
lée qui permet l'extraction d'oxyde d'aluminium présent dans
l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne de la busette.
Plus précisément, l'invention concerne une busette de coulée d'acier fondu ayant un trou interne suivant son axe pour l'écoulement de l'acier fondu, caractérisée en ce que: une partie au moins de la busette de coulée d'acier fondu est formée d'un réfractaire contenant essentiellement au moins 30 % en poids d'oxyde de calcium et au moins un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'aluminium, et le réfractaire contient au moins de l'oxyde de
magnésium et de l'oxyde d'aluminium de manière que la tempé-
rature de fusion du réfractaire se trouve dans la région
de température de fusion au moins égale à 2200 C sur un dia-
gramme ternaire CaO-MgO-A1203.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion seront mieux compris à la lecture de la description
qui suit d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un panier de coulée ayant une busette classique de coulée sous forme d'une busette de panier de coulée et une busette classique de coulée sous forme d'une busette immergée; la figure 2 est une coupe verticale schématique d'un panier de coulée ayant une autre busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée la figure 3 est une coupe verticale schématique représentant un panier de coulée ayant une autre busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée; la figure 4 est une coupe verticale schématique représentant un panier de coulée ayant une busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ayant une fonction d'éjection de gaz inerte et une busette de coulée d'acier fondu-de type classique sous forme d'une busette immergée; la figure 5 est une coupe verticale schématique d'un panier de coulée ayant une autre busette classique de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ayant une fonction d'éjection de gaz inerte et une busette de coulée d'acier fondu de type classique sous forme d'une busette immergée; la figure 6 est un diagramme ternaire des phases de CaO-MgO-A1203 représentant la composition chimique du réfractaire formant la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention; la figure 7 est une coupe verticale schématique d'un premier mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette de poche selon la présente invention; la figure 8 est une coupe verticale schématique d'un second mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette de poche selon la présente invention; la figure 9 est une coupe verticale schématique d'un troisième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier-de coulée ou d'une busette de poche selon la présente invention; la figure 10 est une coupe verticale schématique d'un quatrième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée selon la présente invention; la figure 11 est une coupe verticale schématique d'un cinquième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette immergée selon la présente invention; et la figure 12 est une coupe verticale schématique d'un sixième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu sous forme d'un trou transversal réalisé selon l'invention, montée horizontalement dans chacun de plusieurs
déversoirs verticaux disposés dans un panier de coulée.
A partir des considérations qui précèdent, des études poussées ont été réalisées pour la mise au point d'une busette de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette immergée, permettant l'empêchement du bouchage du trou interne de la busette à la suite du dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu qui s'écoule dans le trou interne, même lors de la coulée d'acier fondu calmé par l'aluminium ayant une teneur élevée en aluminium soluble, dans une lingotière, par le trou interne d'une busette de coulée de petit diamètre. On a constaté selon l'invention, à la suite de ces études, qu'un réfractaire formé essentiellement d'au moins % en poids d'oxyde d'aluminium et d'au moins un oxyde choisi parmi l'oxyde de magnésium et l'oxyde d'aluminium
et contenant au moins un tel oxyde de magnésium ou d'alumi-
nium en quantité telle que la température de fusion du réfractaire se trouve dans la région de température de fusion au moins égale à 2200 C dans le diagramme ternaire des phases de CaO-MgO-A1203, donnait un composé a faible
température de fusion, un mélange eutectique à faible tempé-
rature de fusion et un mélange de composés à faible tempéra-
ture de fusion (appelés dans la suite "composés et mélanges à faible température de fusion") énumérés dans la suite à - l'interface du réfractaire et de l'acier fondu par réaction avec l'oxyde d'aluminum présent dans l'acier fondu: (1) Composé mCaO'nA1203; (2) Mélange eutectique de MgO et mCaO'nA1203; (3) Mélange de MgO, CaO et mCaO'nA1203; (4) Mélange de MgO, MgO'A1203 et mCaO'nA1203; (5) Mélange de MgO'A1203 et mCaO'nA1203; (6) Mélange de CaO et mCaO'nAl203; et (7) Mélange de plusieurs composés mCaO'nA1203 ayant des valeurs m et n différentes.
Le tableau I donne la formule moléculaire, la com-
position chimique et la température de fusion des composés
et mélanges précités à faible température de fusion.
Tableau I
n Formulemoléculaire Composition chLmique Températu-
(% en poids) re de CaO MgO A1203 fusion ( C) 1 CaO'Ai203 35,4 - 64,6 1600 2 5CaO'3A1203 47,8 - 52,2 1455 _ 3aOAi203 3 3CaOA1203 62,2 - 37,8 1535 4 MgO,3CaO'A1203,5CaO'3A1203 46,0 6,3 47,7 1345 MgO,5CaO'3A1203,CaO'A1203 41,5 6,7 51,8 1345 6 Mg0+CaO+3CaO'A1203 51,5 6,2 42,3 1450 7 MgO+MgO'A12 3+CaO'A1203 45,7 6,9 52,4 1370 8 MgO0A1203+CaO A1203+3Ca0'5A1203 33,3 3,5 63,2 1550 9 CaO+3Ca0'A1203 59,0 - 41,0 1535 3CaO'A1 203+5CaO'3A1203 50,0 50,0 1395
2 3 203 0 19
i1 5CaO 3A1203+CaO'A1203 47,0 - 53,0 1400 12 CaO'A2l 0+3CaO'5A1203 33,5 66,5 1590
2 23 3 _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ __9 0
Dans le diagramme ternaire CaO-MgO-A1 203 représen-
té sur la figure 6, C représente le point correspondant à 100 % de CaO, M représente le point correspondant à % de MgO et A représente le point correspondant à 100 % de A1203. La région E comprenant le point C est la région de cristallisation de la chaux; la région B comprenant le point M est la région de cristallisation du périclase,
et la région D comprenant le point A est la région de cris-
tallisation du spinelle. La courbe G est la courbe eutec-
tique de la chaux et du périclase et la courbe F est la courbe eutectique du périclase et du spinelle. Les traits interrompus représentent les courbes isothermes de fusion,
tracées à des intervalles de 100 C.
Comme on le sait d'après la description qui
précède, dans une busette de coulée d'acier fondu ayant un trou interne suivant son axe pour l'écoulement de
l'acier fondu et formée d'un réfractaire constitué essen-
tiellement d'au moins 30 % en poids d'oxyde d'aluminium et d'au moins un oxyde choisi parmi l'oxyde de magnésium et l'oxyde d'aluminium, et qui contient au moins l'un de ces oxydes de magnésium et d'aluminium de manière que la température de fusion du réfractaire se trouve dans la région ayant une température de fusion d'au moins 2200 C dans le diagramme ternaire CaO-MgO-A1203, même lorsque l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu se dépose à la surface interne de la busette de coulée, formant le trou interne, le réfractaire ayant la composition chimique
précitée réagit avec l'oxyde d'aluminium en formant un com-
posé et un mélange à faible température de fusion à l'interface du réfractaire et de l'acier fondu si bien que
l'oxyde d'aluminium déposé se dissout facilement.
La présente invention a été réalisée sur la base des découvertes précédentes. Une partie au moins de la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention est formée d'un réfractaire contenant essentiellement au moins 30 % en poids d'oxyde de calcium et au moins un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'aluminium, et le réfractaire contient au moins l'un de ces oxydes de
magnésium et d'aluminium en quantité telle que la tempéra-
ture de fusion du réfractaire se trouve dans la région des températures de fusion supérieures ou égales à 2200 C dans le diagramme ternaire CaOMgO-A1203.
Les raisons pour lesquelles la composition chimi-
que du réfractaire qui forme la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention est définie comme indiqué
précédemment sont indiquées dans la suite.
Lorsque la teneur en oxyde de calcium est infé-
rieure à 30 % en poids, le réfractaire formant la busette de coulée d'acier fondu ne peut pas réagir avec l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu et ne peut pas former rapidement le composé et le mélange précités à faible température de fusion à l'interface du réfractaire
et de l'acier fondu.
D'autre part, lorsque la quantité d'au moins un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'aluminium se trouve en dehors de la région dans laquelle le diagramme ternaire CaO-MgO-A1203 dans laquelle la température de fusion du réfractaire est au moins égale à 2200 C, le réfractaire formant la busette de coulée d'acier fondu a tendance à s'éroder facilement par contact avec l'acier fondu et ne peut pas supporter un fonctionnement pendant
une longue période.
La partie hachurée du diagramme ternaire CaO-MgO-A1203, représentée sur la figure 6, correspond à la plage de composition chimique du réfractaire formant la
busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention.
Le tableau II donne des exemples de compositions
chimiques et de températures de fusion du réfractaire for-
mant la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention.
Tableau II
Composition chimique (% en poids)! Température de No i fusion ( C) CaO MgO A1303 3 3 i_ _ _ _ _
1 40,5 40,5 19,0 2300
2 44,5 44,5 11,0 2400
3 75,5 10,5 14,0 2200
4 50,0 45,0 5,0 2430
45,0 50,0 5,0 2480
6 80,0 10,0 10,0 2320
7 85,0 10,0 5,0 2420
8 84,5 15,5 - 2480
9 50,0 50,0 - 2470
88,0 - 12,0 2400
il 70,0 30,0 - 2410
Les matériaux utilisés pour la formation du réfrac-
taire constituant la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention peuvent être: (1) un mélange d'oxyde de calcium et d'au moins
un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'alumi-
nium; 25.(2) un produit de fusion préalable préparé par fusion d'un mélange d'oxyde de calcium et d'au moins un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'aluminium, puis par solidification par refroidissement du mélange fondu résultant et par pulvérisation du mélange solidifié, ou (3) un minerai naturel contenant de l'oxyde de
calcium et au moins l'un des oxydes de magnésium et d'alu-
minium. Lors de la fabrication de la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention, il est souhaitable de mettre le réfractaire constitué de l'un quelconque des matériaux indiqués précédemment, sous forme d'une busette
de coulée d'acier fondu ayant une configuration prédétermi-
née par un procédé connu, puis de cuire le corps mis en forme
ainsi obtenu.
Les applications de la busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention sont les suivantes: (1) application sous forme d'une busette de panier de coulée fixée à la paroi inférieure d'un panier de coulée,
afin que de l'acier fondu se trouvant dans le panier de cou-
lée soit versé dans une lingotière; (2) application sous forme d'une busette immergée montée à l'extrémité inférieure de la busette précitée de coulée d'acier fondu sous forme d'une busette de panier de coulée afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas, afin qu'elle permette la coulée d'acier fondu se trouvant dans le panier de coulée dans une lingotière; (3) application sous forme d'une busette de poche fixée à la paroi inférieure d'une poche afin que de l'acier fondu de la poche soit coulé dans un panier de coulée ou une lingotière, et (4) application comme busette de trou transversal placée horizontalement dans chacun des déversoirs verticaux placés dans un panier de coulée afin que l'acier fondu y circule. On décrit maintenant la busette de coulée d'acier
fondu selon l'invention en référence aux dessins.
La figure 7 est une coupe verticale schématique d'un premier mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu selon l'invention. Une busette 13 de coulée d'acier fondu du premier mode de réalisation est utilisée comme busette de panier de coulée fixée à la paroi inférieure d'un panier de coulée ou sous forme d'une busette de poche fixée à la paroi inférieure d'une poche. Comme l'indique la figure 7, la totalité de la busette 13, sous forme d'une busette de panier de coulée ou de poche, ayant un trou interne 14 le long de son axe pour l'écoulement de l'acier fondu, est formée d'un réfractaire ayant la composition chimique décrite précédemment, avec formation du composé et du mélange à
faible température de fusion.
Lors de l'utilisation de la busette 13 comme busette
de panier de coulée ou de poche, dans le premier mode de-réa-
lisation, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne se dépose jamais à la surface interne de la busette 13, formant le trou interne 14. Lorsque le trou interne 14 peut être agrandi par production du composé et du mélange à faible
température de fusion, il est souhaitable d'utiliser un appa-
reil connu de réglage du débit d'acier fondu, par exemple une busette coulissante, à l'extrémité inférieure de la
busette 13 de coulée.
La figure 8 est une coupe verticale schématique d'un second mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu selon l'invention. La busette 13 de ce second mode de réali-
sation est aussi utilisée comme busette de panier de coulée ou de poche. Comme l'indique la figure 8, la busette 13, sous forme d'une busette de panier de coulée ou de poche, ayant un trou interne 14 suivant son axe pour l'écoulement de l'acier fondu, a une moitié supérieure 13a formant la
partie supérieure 14a du trou interne 14 et une moitié infé-
rieure 13b formant la partie inférieure 14b du trou interne 14. La moitié supérieure 13a sur laquelle l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu a tendance à se déposer est formée d'un réfractaire ayant la composition chimique indiquée
précédemment, formant le composé et le mélange à faible tem-
pérature de fusion alors que la moitié inférieure 13b, sur laquelle l'oxyde d'aluminium se dépose relativement peu, est
formée de tout réfractaire connu ayant une excellente résis-
tance à l'érosion par l'acier fondu, et ayant la composition chimique suivante: (1) par exemple, un réfractaire à base de zircone contenant 95 % en poids de ZrO2, (2) par exemple un réfractaire à base de silice contenant 99 % en poids de SiO2,
(3) par exemple un réfractaire à base de zircone-
silice contenant 33 % en poids de SiO2, 1,5 % en poids de A1203 et 65 % en poids de ZrO2;
(4) par exemple un réfractaire à base d'alumine-
graphite contenant 60 % en poids de A 1203 et 33 % en poids 2 3 de C, et
(5) par exemple un réfractaire à base d'alumine-
silice contenant 72 % en poids de A1203 et 24 % en poids de Sio2. Lors de l'utilisation de la busette 13 du second mode de réalisation sous forme d'une busette de panier de coulée ou de poche, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne se dépose jamais à la face interne de la moitié
supérieure 13a de la busette 13 qui forme la partie supé-
rieure 14a du trou interne 14, sur laquelle l'oxyde d'alumi-
nium a normalement tendance à se déposer facilement. En outre, même lorsque la partie supérieure 14a du trou interne 14 s'agrandit par production du composé et du mélange à faible température de fusion, la partie inférieure 14b du trou interne 14 se dilate relativement difficilement car la moitié inférieure 13b de la busette 13 est formée d'un réfractaire ayant une excellente résistance à l'érosion par l'acier fondu, et il est ainsi possible de conserver un débit constant d'acier fondu dans le trou interne 14. Lorsque la partie supérieure 14a du trou interne 14 a une forme en entonnoir telle que représentée sur la figure 8, la partie inférieure de la partie supérieure 14a du trou interne 14 doit avoir le même diamètre que la partie inférieure 14b du trou interne 14. Comme la busette 13 de coulée d'acier fondu utilisée sous forme d'une busette de panier de coulée ou de poche, dans le second mode de réalisation, a sa moitié inférieure 13b formée d'un réfractaire ayant une excellente résistance
à l'érosion par l'acier fondu, le débit d'acier fondu s'écou-
lant dans le trou interne 14 peut être maintenu à une valeur constante même lorsque l'extrémité inférieure de la busette 13 n'a pas d'appareil connu de réglage du débit d'acier fQndu,
par exemple une busette coulissante.
La figure 9 est une coupe verticale schématique d'un troisième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu selon l'invention. Une busette 13 de coulée d'acier
fondu selon le troisième mode de réalisation est aussi uti-
lisée comme busette de panier de coulée ou busette de poche.
Comme l'indique la figure 9, la busette 13, sous forme d'une busette de panier de coulée ou de poche, ayant un trou interne 14 pour l'écoulement de l'acier fondu suivant son axe, comporte une partie supérieure 13c de la surface interne de la busette 13 qui forme la partie supérieure 14a du trou interne 14, et la partie restante 13d, autre que la partie supérieure précitée 13c, qui forme la partie inférieure 14b du trou interne 14. La partie supérieure 13c sur laquelle l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu a tendance
à se déposer, est formée d'un réfractaire ayant la composi-
tion chimique indiquée précédemment, formant un composé et
un mélange à faible température de fusion, alors que la par-
tie restante 13d, autre que la partie supérieure 13c,-sur
laquelle l'oxyde d'aluminium se dépose relativement diffi-
cilement, est formée d'un des réfractaires bien connus possé-
dant une excellente résistance à l'érosion par l'acier fondu, ayant la composition chimique indiquée pour le second mode
de réalisation de busette de coulée d'acier fondu.
Lors de l'utilisation de la busette de coulée d'acier fondu 13 comme busette de panier de coulée ou de poche dans ce troisième mode de réalisation, comme dans le cas de la busette du second mode de réalisation décrit en référence à la figure 8, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne se dépose pas sur la partie supérieure 13c de la surface interne de la busette 13 qui forme la partie supérieure 14a du trou 14 sur laquelle l'oxyde d'aluminium a tendance à se déposer facilement. En outre, même lorsque la partie supérieure 14a du trou interne 14 est dilatée par formation d'un composé et d'un mélange à faible température de fusion, la partie inférieure 14b du trou interne 14 ne se dilate que très difficilement puisque la partie restante 13d, autre que la partie supérieure 13c de la surface interne de la busette 13, est formée d'un réfractaire ayant une excellente résistance à l'érosion par l'acier fondu, et le débit d'acier fondu s'écoulant dans le trou interne 14 peut ainsi être maintenu constant. Lorsque la partie supérieure 14a du trou interne 14 a une forme d'entonnoir comme indiqué sur la figure 9, la partie inférieure de la partie supérieure 14a du trou 14 doit avoir le même diamètre que la partie
inférieure 14b du trou interne 14.
Comme la busette 13 du troisième mode de réalisation, formant une busette de panier de coulée ou de poche, a sa partie restante 13d autre que la partie supérieure 13c de
la surface interne, formée d'un réfractaire ayant une résis-
tance excellente à l'érosion par l'acier fondu, le débit de l'acier fondu s'écoulant dans le trou interne 14 peut rester constant, même lorsque l'extrémité inférieure de la busette 13 n'a pas d'appareil connu de réglage du débit d'acier fondu tel qu'une busette coulissante. En outre, la busette 13 de coulée d'acier fondu de ce troisième mode de réalisation présente l'avantage de ne permettre que très difficilement
une séparation de la partie restante I3d de la partie supé-
rieure 13c lorsqu'une partie du raccord entre la partie supé-
rieure 13c de la surface interne et la partie restante 13d autre que la partie supérieure 13c est érodée par l'acier
fondu.
La figure 10 est une coupe verticale schématique d'un quatrième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu selon l'invention. Une busette 15 de coulée d'acier fondu selon ce quatrième mode de réalisation est
utilisée comme busette immergée montée à l'extrémité infé-
rieure d'une busette 3 de coulée d'acier fondu formant une
busette de panier de coulée, afin qu'elle dépasse verticale-
ment vers le bas. Il est bien évident que la busette 3 de
coulée d'acier fondu constituant la busette de panier de cou-
lée peut être l'une quelconque des busettes 13, par-exemple les busettes de panier de coulée du premier au troisième mode de réalisation décrit précédemment. Gomme l'indique la figure , la busette 15 de coulée d'acier fondu, sous forme d'une busette immergée, a un trou interne 16 suivant son axe pour l'écoulement de l'acier fondu. L'extrémité aval du trou 16 se sépare en plusieurs trous sensiblement horizontaux 17 d'évacuation. La busette 15 a une partie supérieure S15a de sa surface interne qui forme la partie supérieure 16a du trou interne 16 et sa partie restante 15c, autre que la partie supérieure 15a, forme la partie inférieure du trou interne 16. La partie supérieure 15a sur laquelle l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu a tendance à se déposer, est formée d'un réfractaire ayant la composition chimique indiquée
précédemment, formant le composé et le mélange à faible tem-
pérature de fusion, alors que la partie restante 15c, autre que la partie supérieure 15a, sur laquelle l'oxyde d'aluminium se dépose d'une manière relativement difficile, est formée d'un réfractaire connu ayant une excellente résistance à l'érosion par l'acier fondu, ayant la composition chimique
indiquée en référence au second mode de réalisation de buset-
te de coulée d'acier fondu.
Dans le cas de la busette 15 de coulée d'acier fondu utilisée comme busette immergée dans le quatrième mode de réalisation, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne se dépose pas sur la partie supérieure 14a de la surface interne de la busette 15, formant la partie supérieure 16a
du trou interne 16, sur laquelle l'oxyde d'aluminium a ten-
dance à se déposer facilement.
La figure 11 est une coupe verticale schématique d'un cinquième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu selon la présente invention. Une busette 15
de coulée d'acier fondu selon ce cinquième mode de réalisa-
tion est aussi utilisée comme busette immergée montée à l'extrémité inférieure d'une busette 3 de coulée d'acier fondu telle qu'une busette de panier de coulée afin qu'elle dépasse verticalement et vers le bas. Bien entendu, la busette 3 de coulée d'acier fondu constituant la busette du panier de coulée peut être l'une quelconque des busettes 13, par
exemple les busettes du premier au troisième mode de réalisa-
tion décrits précédemment. Comme l'indique la figure 11, la busette 15 de coulée d'acier fondu, sous forme d'une busette
* immergée, a un trou interne 16 suivant son axe pour l'écoule-
ment de l'acier fondu. L'extrémité aval 16b du trou 16 se
divise en plusieurs trous sensiblement horizontaux 17 d'éva-
cuation. La busette 15 de coulée d'acier fondu a une partie inférieure 15b de la surface interne de la busette 15 qui forme l'extrémité aval 16b du trou interne 16, comprenant plusieurs trous 17 d'évacuation, la partie restante 15c, autre que la partie inférieure précitée 15b, formant la partie supérieure du trou interne 16. La partie inférieure b sur laquelle l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu a tendance à se déposer, est formée d'un réfractaire ayant la composition chimique indiquée précédemment, formant le composé et le mélange à faible température de fusion,
alors que la partie restante 15c, autre que la partie infé-
rieure 15b, sur laquelle l'oxyde d'aluminium se dépose diffi-
cilement, est formée de l'un quelconque des réfractaires
connus ayant d'excellentes propriétés de résistance à l'éro-
sion par l'acier fondu, ayant la composition chimique indi-
quée précédemment en référence au second mode de réalisation
de busette de coulée d'acier fondu.
Lors de l'utilisation de la busette 15 de coulée d'acier fondu sous forme de la busette immergée du cinquième mode de réalisation, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu ne se dépose pas sur la partie inférieure 15b de la surface interne de la busette 15 qui forme l'extrémité aval 16b du trou 16, comprenant plusieurs trous 17 d'évacuation sur lesquels l'oxyde d'aluminium a normalement tendance à
se déposer facilement.
La figure 12 est une coupe verticale schématique d'un sixième mode de réalisation de busette de coulée d'acier fondu, sous forme de trous transversaux, réalisées selon l'invention, montéeshorizontalement dans chacun de déversoirs verticaux placés dans un panier de coulée. La busette 19 de
coulée d'acier fondu du sixième mode de réalisation est uti-
lisée comme busette formant un trou transversal disposé hori-
zontalement dans chacun des déversoirs verticaux placés dans un panier de coulée. Comme l'indique la figure 12, deux
déversoirs réfractaires verticaux 18 sont placés à une dis-
tance prédéterminée l'un de l'autre dans un panier de coulée 1. Le nombre de déversoirs 18 peut être égal à un ou peut être supérieur à deux. Plusieurs busettes 19 de coulée d'acier fondu, sous forme de trous transversaux ayant chacun, suivant son axe, un trou interne 20 pour l'écoulement de l'acier fondu, sont fixées horizontalement dans chacun des deux déversoirs 18. La totalité des busettes 19 de coulée,
sous forme de trous transversaux, est constituée d'un réfrac-
taire ayant la composition chimique indiquée précédemment, formant le composé et le mélange à faible température de fusion. Lors de l'utilisation de la busette 19 de coulée d'acier fondu sous forme de trous transversaux dans ce
sixième mode de réalisation, le courant d'acier fondu prove-
nant d'une poche non représentée et transmis au panier de coulée 1, change de direction lors du passage dans les trous 20 des busettes 19 formant les trous transversaux et fixées dans chacun des deux dévervoirs verticaux 18. En outre, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu réagit avec le réfractaire formant les busettes 19 de coulée disposées tranversalement avec formation d'un composé et d'un mélange à faible température de fusion qui flottent à la surface de l'acier fondu. En conséquence, il est possible de retirer pratiquement tout l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu parvenant dans le panier de coulée 1. En outre, comme le trou interne 20 de chacune des busettes 19 ne se bouche jamais par dépôt d'oxyde d'aluminium, le courant d'acier fondu peut être modifié avec sécurité. Le trou interne 20 de la busette 19, formant un trou tranversal, peut être sinueux, c'est-à-dire différent de la forme rectiligne représentée
sur la figure 12.
On considère maintenant plus en détail un exemple
de busette de coulée d'acier fondu selon l'invention.
EXEMPLE
Trois types de busettes de coulée d'acier fondu, sous forme de busettes de panier de coulée du premier mode
de réalisation représenté sur la figure 7, formées des réfrac-
taires respectifs ayant les compositions chimiques n 5, 7 et 11 du tableau II qui précède et ayant un trou interne de 16 mm de diamètre, ont été préparés. Ensuite, pour chacun des types de busettes ainsi préparés sous forme d'une busette de panier de coulée, quatre busettes ont été fixées à la paroi inférieure d'un panier de coulée correspondant, et de l'acier fondu calmé par l'aluminium, ayant la composition chimique indiquée dans le tableau III qui suit, a été coulé de façon continue, pour chacun des trois types de busettes, sous forme de quatre barres d'acier coulé, ayant chacune une section rectangulaire de 140 mm de côté. La coulée continue de 154 tonnes d'acier fondu précité a nécessité 120 minutes, et le bouchage des trous internes des busettes de coulée sous forme de la busette du panier de coulée, n'a jamais a été provoqué par dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu. Tableau III (- en poids) C Si P S Cu Al.Sol
0,12 0,15 0,015 0,013 0,28 0,012
A titre comparatif, quatre busettes classiques de coulée de métal fondu, sous forme d'une busette de panier de coulée, formées d'un réfractaire de zircone contenant 95 %
en poids de ZrO2 et ayant un trou interne de 16 mm de diamè-
tre, ont été d'autre part fixées à la paroi inférieure d'un
panier de coulée, et de l'acier fondu calmé par de l'alumi-
nium, contenant 0,012 % en poids d'aluminium soluble, a été coulé de façon continue sous forme de quatre barres d'acier coulé, ayant chacune une section rectangulaire de 140 mm de côté. 10 minutes environ après le début de la coulée, le
dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu a commen-
cé à perturber l'écoulement de l'acier fondu dans les trous
internes des busettes formant les busettes de panier de cou-
lée et, après 18 minutes environ, tous les trous internes des busettes de coulée ont été pratiquement bouchés, rendant
ainsi impossible la poursuite de la coulée continue.
Grâce à la mise en oeuvre de la busette de coulée d'acier fondu selon l'invention sous forme d'une busette de panier de coulée ou d'une busette immergée, comme décrit précédemment en détail, le bouchage du trou interne de la busette sous forme d'une busette de panier de coulée ou immergée, provoqué par le dépôt d'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu et s'écoulant dans le trou interne, peut être évité, même lors de la coulée d'acier fondu calmé par de l'aluminium ayant une teneur élevée en aluminium soluble, dans une lingotière, par la busette de coulée d'acier fondu
qui a un trou interne de petit diamètre. Il est ainsi possi-
ble de couler de façon continue de l'acier fondu calmé par de l'aluminium ayant une teneur élevée en aluminium soluble sous forme d'une barre coulée d'acier de faible section. En outre, grâce à la busette de coulée d'acier fondu constituant
des trous transversaux selon l'invention, montée horizonta-
lement dans un déversoir vertical placé dans un panier de
coulée, l'oxyde d'aluminium présent dans l'acier fondu s'écou-
lant dans le trou interne d'une busette de coulée d'acier-
fondu placée transversalement dans un déversoir peut être -
retire, si bien qu'un effet industriellement utile est obtenu.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Busette de coulée d'acier fondu ayant un trou interne (14,16,20) suivant son axe pour l'écoulement d'acier fondu, caractérisée en ce que une partie au moins de la busette (13,15,19) de coulée d'acier fondu est formée d'un réfractaire contenant essentiellement au moins 30 % en poids d'oxyde de calcium et au moins un oxyde choisi parmi les oxydes de magnésium et d'aluminium, et le réfractaire contient au moins l'un des oxydes
de magnésium et d'aluminium en quantité telle que la tempé-
rature de fusion du réfractaire se trouve dans la région du diagramme ternaire CaO-MgO-A1203 qui donne des températures
de fusion d'au moins 2200 C.
2. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la totalité de la busette (13,19) est formée du réfractaire.
3. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la busette (13) a une moitié supérieure (13a) et une moitié inférieure (13b), la moitié supérieure (13a) étant
formée du réfractaire.
4. Busette selon la revendication 3, caractérisée en ce que la moitié inférieure (13b) de la busette de coulée d'acier fondu est formée d'un réfractaire choisi parmi les réfractaires de zircone, de silice, de zircone-silice,
d'alumine-graphite et d'alumine-silice.
5. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une partie de la surface interne de la busette de coulée d'acier fondu, formant le trou interne, est formée
dudit réfractaire.
6. Busette selon la revendication 5, caractérisée en ce que la partie restante, autre que ladite partie de surface interne de la busette, est formée d'un réfractaire choisi parmi les réfracaires de zircone, de silice, de
zircone-silice, d'alumine-graphite et d'alumine-silice.
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