FR2598437A1

FR2598437A1 - METHOD AND DEVICE FOR CLEANING THE CASTING ORIFICE OF A SIDE CAST IRON OVEN

Info

Publication number: FR2598437A1
Application number: FR8607012A
Authority: FR
Inventors: Regis Szezesny
Original assignee: Vallourec SA
Current assignee: Vallourec SA
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1987-11-13
Also published as: EP0248742B1; ATE48186T1; ES2011817B3; DE3761031D1; FR2598437B1; EP0248742A1

Abstract

1. A process for cleaning the bottom tap hole (4) of a steelmaking furnace (1) comprising a lateral tapping zone (3), permitting removal of the excrescences formed by tapping residues which adhere to the outside annular edge (7) of said tap hole, characterised by passing a cutting tool (9) just below said tap hole in such a way that the cutting edge (10) of said cutting tool is displaced in a plane parallel to the plane (18) tangent to the outside annular edge (7) of said tap hole and passes in front of said tap hole over the entire section thereof.

Description

41 259843741 2598437

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE NETTOYAGE DE L'ORIFICE DE COULEE METHOD AND DEVICE FOR CLEANING THE CASTING ORIFICE

D'UN FOUR D'ACIERIE A COULEE LATERALE PAR LE FOND OF A STEEL OVEN SIDE-SIDED BY THE BACKGROUND

Le procédé et le dispositif suivant l'invention concernent le nettoyage de l'orifice de coulée d'un four à arc d'aciérie, comportant une zone latérale équipée d'un orifice de coulée par le fond. De tels fours comportent au voisinage de la zone de fusion de l'acier une zone 5. de coulée, disposée latéralement, et munie d'un orifice de coulée qui débouche au dessous du four. La coulée d'un tel four est réalisée en inclinant le four du côté de cette zone de coulée,le métal s'écoulant alors très rapidement, après ouverture du clapet de fermeture de l'orifice de coulée, dans une poche située au dessous. Après coulée on 10. ramène le four à sa position initiale et on enlève la poche. On constate alors que des résidus de coulée forment des excroissances qui restent accrochées au bord annulaire extérieur de l'orifice de coulée excroissances qu'il faut enlever avant de refermer le clapet de fermeture de l'orifice de coulée pour l'utilisation suivante du four. Les 15. moyens utilisés, de façon habituelle, pour enlever ces excroissances qui demandent du temps pour être mis en oeuvre, tels que des barres d'acier munies d'extrémités coupantes ne sont pas très efficaces et tendent à endommager le garnissage réfractaire de cet orifice de coulée et ceci d'autant plus que ces excroissances ont le temps de se 20. refroidir. De plus le rayonnement interne, émis par cet orifice, ne The method and the device according to the invention relate to the cleaning of the pouring orifice of a steel arc furnace, comprising a lateral zone equipped with a pouring orifice by the bottom. Such furnaces comprise, in the vicinity of the melting zone of the steel, a zone 5 of casting, disposed laterally, and provided with a pouring orifice which opens at the bottom of the furnace. The casting of such an oven is carried out by inclining the oven on the side of this casting zone, the metal then flowing very quickly, after opening the closure valve of the pouring orifice, in a pocket located below. After casting, the oven is returned to its initial position and the bag is removed. It is then noted that casting residues form protrusions which remain attached to the outer annular edge of the outflow orifice that must be removed before closing the closure valve of the pouring orifice for the next use of the furnace . The usual means used to remove these growths, which take time to implement, such as steel bars with sharp ends, are not very effective and tend to damage the refractory lining of this material. casting orifice and this especially as these excrescences have time to 20. cool. Moreover, the internal radiation emitted by this orifice does not

facilite pas ce travail de nettoyage. does not facilitate this cleaning work.

On a donc recherché la possibilité d'enlever les excroissances formées par ces résidus de coulée de façon rapide et efficace sans endommager 25. le garnissage réfractaire. It has therefore been sought to remove the growths formed by these casting residues rapidly and efficiently without damaging the refractory lining.

Le procédé et le dispositif qui font l'objet de l'invention apportent The method and the device which are the subject of the invention provide

à ce problème une solution particulièrement satisfaisante. to this problem a particularly satisfactory solution.

30. Ce procédé et ce dispositif s'appliquent d'une façon générale aux fours d'aciérie comportant une zone de coulée latérale munie d'un orifice de coulée par le fond. Dans ce procédé, on fait passer un outil tranchant, au dessous de cet orifice, de façon que le bord de coupe de cet outil se déplace dans un plan sensiblement parallèle au 35. plan tangent au bord annulaire extérieur de cet orifice, le plus près -2 possible de ce bord, la longueur de ce bord de coupe et son parcours étant déterminés de façon qu'il traverse complètement l'espace qui se trouve devant l'orifice de coulée. De préférence la longueur du bord de coupe est au moins égale au diamètre extérieur du bord annulaire de 5. l'orifice de coulée. Avantageusement on fait passer l'outil tranchant devant l'orifice de coulée moins de 30 secondes et de préférence de 30. This method and this device are generally applicable to steelmaking furnaces having a side casting zone provided with a pouring orifice by the bottom. In this method, a cutting tool is passed below this orifice so that the cutting edge of this tool moves in a plane substantially parallel to the plane tangent to the outer annular edge of this orifice, the nearest -2 possible from this edge, the length of the cutting edge and its path being determined so that it completely through the space in front of the pouring orifice. Preferably, the length of the cutting edge is at least equal to the outside diameter of the annular edge of the casting orifice. Advantageously, the cutting tool is passed in front of the pouring orifice less than 30 seconds and preferably from

l'ordre de 10 secondes après l'achèvement de la coulée. the order of 10 seconds after completion of the casting.

On utilise en particulier, pour enlever les excroissances formées sur 10. le bord annulaire extérieur de l'orifice de coulée, le dispositif qui fait aussi l'objet de l'invention. Dans ce dispositif, l'outil tranchant, muni d'un bord de coupe qui vient d'être décrit, est fixé à une extrémité d'un bras dont l'autre extrémité est solidaire d'une tige de commande montée en rotation sur des paliers. L'axe de cette 15. tige est sensiblement perpendiculaire au plan tangent au bord annulaire extérieur de l'orifice de coulée et l'outil tranchant est fixé au bras, de façon que, comme cela a été dit plus haut, son bord de coupe soit dans un plan parallèle au dit plan tangent et le plus près possible de celui-ci. Un moyen de manoeuvre permet de faire 20. tourner la tige de commande, en entraînant ainsi le bras qui porte In particular, the device which is also the subject of the invention is used in particular to remove the protuberances formed on the outer annular edge of the casting orifice. In this device, the cutting tool, provided with a cutting edge which has just been described, is attached to one end of an arm whose other end is secured to a control rod mounted to rotate on bearings. The axis of this rod 15 is substantially perpendicular to the plane tangential to the outer annular edge of the casting orifice and the cutting tool is attached to the arm, so that, as has been said above, its cutting edge either in a plane parallel to said tangent plane and as close as possible to it. An operating means makes it possible to turn the control rod, thereby driving the arm which carries

l'outil tranchant, de façon que le bord de coupe de celui-ci traverse complètement l'espace qui se trouve devant l'orifice de coulée. Au cours de ce passage l'outil tranchant sectionne les excroissances qui adhèrent au bord annulaire de l'orifice de coulée et dépassent 25. vers le bas le plan dans lequel se déplace le bord de coupe de cet outil tranchant. Avantageusement un moyen de réglage permet d'ajuster la distance entre le plan de coupe et le plan tangent au bord annulaire extérieur de l'orifice de coulée de façon que le bord de coupe de l'outil tranchant passe juste au dessous de l'orifice de 30. coulée sans cependant heurter son bord annulaire. the cutting tool, so that the cutting edge thereof completely traverses the space in front of the pouring orifice. During this passage, the cutting tool severes the protuberances which adhere to the annular edge of the pouring orifice and protrude beyond the plane in which the cutting edge of this cutting tool moves. Advantageously, a means of adjustment makes it possible to adjust the distance between the cutting plane and the plane tangential to the outer annular edge of the pouring orifice so that the cutting edge of the cutting tool passes just below the orifice 30. casting without, however, hitting its annular edge.

Avantageusement, le moyen de manoeuvre de la tige de commande est au moins un vérin qui permet de faire tourner cette tige de l'angle voulu pour que l'outil tranchant sectionne les excroissances fixées au bord 35. annulaire de l'orifice de coulée, et qui permet aussi le retour de ce même outil tranchant à sa position de départ. Au moins le bord de coupe de l'outil tranchant de préférence biseauté est réalisé en tout matériau convenable pour sectionner des excroissances formées de tels Advantageously, the actuating means of the control rod is at least one jack which makes it possible to turn this rod by the desired angle so that the cutting tool cuts off the protrusions fixed to the annular edge of the pouring orifice, and which also allows the return of this same cutting tool to its starting position. At least the cutting edge of the preferably beveled cutting tool is made of any suitable material for cutting off such formed growths.

résidus solides.solid residues.

-3 Il peut être réalisé en acier ordinaire ou encore par exemple en It may be made of ordinary steel or, for example,

acier à outil, ou en acier inoxydable ou réfractaire. Il peut comporter aussi des pièces de coupe rapportées. tool steel, or stainless steel or refractory. It may also include cutting parts reported.

5. L'exemple et les figures ci-après décrivent, de façon non limitative, 5. The example and the figures below describe, in a non-limiting way,

un mode particulier de réalisation du dispositif suivant l'invention. a particular embodiment of the device according to the invention.

Figure 1: Vue schématique en plan, de dessus, du dispositif de nettoyage de l'orifice de coulée, suivant l'invention installé sur un four 10. à arc d'aciérie à trois électrodes. Figure 1: schematic plan view, from above, the cleaning device of the pouring orifice, according to the invention installed on a furnace 10 arc steel mill with three electrodes.

Figure 2: Vue en élévation de la zone latérale du four à arc, de la figure 1, avec coupe partielle au niveau de l'orifice de coulée équipé Figure 2: Elevation view of the side zone of the arc furnace, of Figure 1, with partial section at the pouring orifice equipped

du dispositif suivant l'invention.of the device according to the invention.

15. Figure 3: Vue de dessous de la zone latérale du four à arc de la figure 1 comportant l'orifice de coulée équipé du dispositif suivant l'invention. 20. La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un four à arc d'aciérie (1) à trois électrodes (2) comportant une zone latérale de coulée (3). Cette zone latérale, équipée comme la zone de fusion d'un couvercle, comporte un orifice de coulée (4) visible en coupe sur la figure 2. Sur cette figure 2 une coupe partielle de l'enveloppe exté25. rieure (5) fait apparaître le garnissage en réfractaire (6) qui entoure l'orifice de coulée (4). Le bord extérieur annulaire (7) de cet orifice est de révolution autour de l'axe (X1-Xl). De façon connue, pendant la période de fusion de l'acier, le niveau de l'acier se trouve au dessus du niveau de l'entrée (8) de l'orifice de coulée (4) 30. cet orifice étant rempli de poudre réfractaire pour protéger le clapet de fermeture dudit orifice jusqu'au moment de la coulée proprement dite.C'est seulement au moment de la coulée que le four est incliné de façon que l'acier liquide s'écoule rapidement après ouverture du clapet de fermeture de l'orificede coulée dans une poche placée au 35. dessous. Le four est ensuite ramené à sa position initiale. On constate alors que des résidus de coulée, constitués par de petites quantités d'acier et de laitier, solidifiées en cours de refroidissement, restent accrochés au bord annulaire extérieur (7) de l'orifice de coulée. Ces résidus forment des excroissances qui réduisent la 40. section de passage de l'orifice de coulée et se prolongent au dessous -4 du niveau du plan tangent à ce bord annulaire (7) dont la trace est indiquée en (18) à la figure 2. On sectionne alors ces excroissances en mettant en oeuvre l'outil tranchant (9). Cet outil (9) est une sorte de couteau, comme le montre la figure 3, dont le bord de coupe 5. (10) est dans un plan parallèle au plan tangent au bord annulaire (7) de l'orifice de coulée. La distance entre ces deux plans est aussi réduite que possible, de façon à pouvoir sectionner les excroissances le plus près possible du bord annulaire (7) auquel elles sont accrochées. L'outil tranchant (9) est fixé à un bras (11) monté en 10. rotation autour de l'axe (X2-X2) de la tige de commande (12). Cet axe (X2-X2) est perpendiculaire au plan tangent au bord annulaire (7). La tige de commande (12) est montée en rotation sur deux paliers (13-14) fixés à la paroi (5) du four. Cette rotation est provoquée par un moyen de manoeuvre constitué par un vérin (15), à double effet, dont 15. le corps est relié par une articulation, de façon connue à la paroi (5) du four et dont la tige est reliée par une autre articulation, de façon également connue à un levier (16) monté à un angle droit sur la tige de commande (12) de façon à pouvoir l'entraîner en rotation. La position angulaire et la longueur du levier (16), la course du vérin 20. (15), la position angulaire et la longueur du bras (11), sont déterminées de façon que la mise en action du vérin (15) entraIne le bras (11) qui déplace dans le sens de la flèche (F) l'outil tranchant depuis sa position de départ représentée en (9) jusqu'à sa position de fin de course représentée en tirets en (17). Au cours de ce déplace25. ment le bord de coupe (10) sectionne toutes les excroissances qu'il rencontre qui dépassent vers le bas, le plan dans lequel il se déplace. La longueur du bras (11) est telle que le bord de coupe (10) passe devant l'orifice de coulée (4) sur toute sa section. La longueur de ce bord de coupe est au moins égale au diamètre de l'orifice de 30. coulée (4) et de préférence supérieur à ce diamètre. Dans le cas du présent exemple la longueur du bord de coupe (10) est supérieure au diamètre extérieur (D) du bord annulaire (7) de l'orifice de coulée (4) comme on le voit figure 3. Ceci permet de sectionner les excroissances accrochées à ce bord annulaire (7) de façon particuliè35. rement efficace. L'expérience a montré qu'il est particulièrement aisé de sectionner les excroissances lorsque les résidus de coulée viennent de se solidifier et sont encore à température élevée. Leur résistance mécanique est alors faible et l'effort exercé par l'outil tranchant ne cause pas de dégats au matériau réfractaire qui constitue le bord 40. annulaire (7) de l'orifice de coulée. De préférence on actionne - 5 l'outil tranchant moins de 30 secondes et avantageusement de l'ordre de 10 secondes après la fin de la coulée. L'outil tranchant est ensuite ramené à sa position initiale. Dans le cas du présent exemple 15. Figure 3: Bottom view of the side zone of the arc furnace of Figure 1 comprising the pouring orifice equipped with the device according to the invention. 20. Figure 1 is a schematic view from above of a steel arc furnace (1) with three electrodes (2) having a lateral casting zone (3). This lateral zone, equipped as the melting zone of a lid, comprises a pouring orifice (4) visible in section in FIG. 2. In this FIG. 2 a partial section of the outer envelope 25. upper (5) shows the refractory lining (6) surrounding the pouring orifice (4). The annular outer edge (7) of this orifice is of revolution about the axis (X1-Xl). In known manner, during the melting period of the steel, the level of the steel is above the level of the inlet (8) of the pouring orifice (4) 30. this orifice being filled with powder refractory to protect the closure valve of said orifice until the actual casting.It is only at the time of casting that the oven is inclined so that the liquid steel flows quickly after opening the closing valve of the pouring orific in a pocket placed below. The oven is then returned to its original position. It is then found that casting residues, consisting of small amounts of steel and slag, solidified during cooling, remain attached to the outer annular edge (7) of the pouring orifice. These residues form excrescences which reduce the flow section 40 of the pouring orifice and extend below -4 the level of the plane tangent to this annular edge (7) whose trace is indicated in (18) in FIG. 2. These excrescences are then cut off by implementing the cutting tool (9). This tool (9) is a kind of knife, as shown in Figure 3, whose cutting edge 5. (10) Is in a plane parallel to the plane tangent to the annular edge (7) of the pouring orifice. The distance between these two planes is as small as possible, so as to cut the growths as close as possible to the annular edge (7) to which they are attached. The cutting tool (9) is attached to an arm (11) rotatably mounted about the axis (X2-X2) of the control rod (12). This axis (X2-X2) is perpendicular to the plane tangent to the annular edge (7). The control rod (12) is rotatably mounted on two bearings (13-14) fixed to the wall (5) of the furnace. This rotation is caused by an actuating means consisting of a jack (15), double acting, whose body is connected by a joint, in known manner to the wall (5) of the furnace and whose rod is connected by another joint, also known to a lever (16) mounted at a right angle on the control rod (12) so as to be rotatable. The angular position and the length of the lever (16), the stroke of the cylinder 20. (15), the angular position and the length of the arm (11) are determined so that the actuation of the jack (15) causes the arm (11) which moves in the direction of the arrow (F) the cutting tool from its starting position shown in (9) to its end position shown in dotted lines (17). During this move25. the cutting edge (10) cuts off all the growths which it encounters which project downwards, the plane in which it moves. The length of the arm (11) is such that the cutting edge (10) passes in front of the pouring orifice (4) over its entire section. The length of this cutting edge is at least equal to the diameter of the casting orifice (4) and preferably greater than this diameter. In the case of the present example, the length of the cutting edge (10) is greater than the outside diameter (D) of the annular edge (7) of the pouring orifice (4), as can be seen in FIG. protrusions attached to this annular rim (7) in particular manner. effectively. Experience has shown that it is particularly easy to cut the growths when the casting residues have just solidified and are still at elevated temperature. Their mechanical strength is then low and the force exerted by the cutting tool does not cause damage to the refractory material which constitutes the annular edge 40 (7) of the pouring orifice. Preferably, the cutting tool is actuated less than 30 seconds and advantageously of the order of 10 seconds after the end of the casting. The cutting tool is then returned to its original position. In the case of this example

l'outil tranchant est réalisé en acier ordinaire biseauté. the cutting tool is made of beveled ordinary steel.

5. Bien d'autres modes de réalisation du dispositif et du procédé suivant l'invention peuvent être envisagés qui ne sortent pas du domaine de celleci. -6 5. Many other embodiments of the device and the method according to the invention can be envisaged which do not go beyond the scope thereof. -6

Claims

1) Method for cleaning the pouring orifice (4) by the bottom of a steelmaking furnace (1), comprising a lateral casting zone (3), for removing growths formed by casting residues which adhere to the outer annular edge (7) of this casting orifice 5, characterized in that a cutting tool (9) is passed just below this pouring orifice so that the cutting edge (10) of this cutting tool moves in a plane parallel to the tangent plane (18) to the outer annular edge (7) of this pouring orifice and passes

in front of this pouring orifice on all the section thereof. 10.

2) A method according to claim 1 characterized in that it passes the cutting tool in front of the casting orifice less than 30 seconds

after the completion of the casting.

15.

3) Device for cleaning the pouring orifice (4) by the bottom of a steelmaking furnace (1), comprising a lateral casting zone (3), making it possible to remove protrusions formed by residues of casting which adhere to the outer annular edge (7) of this casting orifice characterized in that it comprises a cutting tool (9) fixed at 20. one end of an arm (11) whose other end is integral with a control rod (12) rotatably mounted on bearings (13,14), the axis (X2-X2) of this control rod being substantially perpendicular to the tangent plane (18) to the outer annular edge (7 ) of the casting orifice and the tool being fixed on the arm so that its cutting edge (10) is also in a plane perpendicular to the axis (X2-X2) of the control rod and an operating means (15) is operative to rotate the control rod to drive the cutting tool (9) through the arm (11) so that its cutting edge (10) completely traverses the annular space 30 delimited by the pouring orifice (4) in order to cut off the protrusions which protrude downwards the plane in which moves

this cutting edge.

4) Apparatus according to claim 3 characterized in that a means 35 of height adjustment of the arm (11), parallel to the axis (X2-X2) to adjust the distance between the plane that contains the cutting edge of the cutting tool and the tangent plane (18) to the annular edge of

the pouring orifice.

-7) Device according to claim 3 or 4 characterized in that the

operating means which makes it possible to turn the control rod by the desired angle so that the cutting edge of the cutting tool completely traverses the annular space defined by the pouring orifice is a jack (15).