FR2659880A1 - Linking device between a metallurgical vessel containing a liquid metal and an ingot mould - Google Patents
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- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un dispositif de liaison entre un récipient métallurgique contenant un métal liquide, tel qu'un répartiteur de coulée continue, et une lingotière alimentée en métal liquide par au moins une busette réfractaire de coulée liée au répartiteur. The present invention relates to a connecting device between a metallurgical container containing a liquid metal, such as a continuous casting distributor, and an ingot mold supplied with liquid metal by at least one refractory casting nozzle linked to the distributor.
Pour éviter le contact du métal coulé avec l'atmosphère et notamment éviter son oxydation, il est connu d'inerte la zone d'écoulement du métal, cet inertage entre répartiteur et lingotière étant couramment réalisé, pour les grands formats, par utilisation d'une busette immergée et de poudre de couverture pour protéger la surface supérieure du métal en lingotière. To avoid contact of the cast metal with the atmosphere and in particular to avoid its oxidation, it is known to inert the flow zone of the metal, this inerting between distributor and ingot mold being commonly carried out, for large formats, by using a submerged nozzle and covering powder to protect the upper surface of the metal in the mold.
On sait aussi que l'écoulement du métal liquide dans la busette provoque dans celle-ci une dépression, surtout au niveau de la surface du bain de métal liquide dans la lingotière (ménisque), qui provoque une aspiration de gaz atmosphérique et en particulier d'oxygène dans le métal liquide, à travers la paroi réfractaire de la busette. It is also known that the flow of liquid metal in the nozzle causes a depression therein, especially at the surface of the bath of liquid metal in the ingot mold (meniscus), which causes a suction of atmospheric gas and in particular d oxygen in the liquid metal, through the refractory wall of the nozzle.
Pour remédier à cet inconvénient, il est connu, en particulier pour les petits formats, de disposer autour de la busette, un manchon créant une chambre gazeuse isolante. En fait cette isolation s'est révélée très insuffisante pour de nombreuses nuances de métal coulé. Par ailleurs, on peut dans certains cas souhaiter réchauffer la surface du métal liquide, par exemple par des brûleurs, ce qui est rendu impossible par la présence de la poudre de couverture. Pour pouvoir supprimer cette poudre, on a donc aussi proposé de relier de manière étanche le fond du récipient métallurgique (répartiteur) à l'extrémité supérieure de la paroi de la lingotière par un soufflet en accordéon.Mais un tel soufflet ne s'est pas révélé non plus suffisamment étanche, et présente de plus l'inconvénient de s'user progressivement en raison de la fatigue qu'il subit, provoquée par les oscillations de la lingotière, nécessaires pour empêcher le collage du métal liquide sur ses parois. To overcome this drawback, it is known, in particular for small formats, to have around the nozzle, a sleeve creating an insulating gas chamber. In fact, this insulation proved to be very insufficient for many nuances of cast metal. Furthermore, one may in certain cases wish to heat the surface of the liquid metal, for example by burners, which is made impossible by the presence of the covering powder. In order to be able to remove this powder, it has therefore also been proposed to tightly connect the bottom of the metallurgical container (distributor) to the upper end of the wall of the mold by an accordion bellows. But such a bellows did not no longer sufficiently waterproof, and has the further disadvantage of gradually wearing out due to the fatigue which it undergoes, caused by the oscillations of the mold, necessary to prevent the sticking of the liquid metal on its walls.
L'invention a donc pour but de proposer un dispositif de liaison entre le récipient de coulée et la lingotière, qui soit parfaitement étanche autour de la busette et du ménisque de métal liquide. The invention therefore aims to provide a connecting device between the casting container and the mold, which is perfectly sealed around the nozzle and the meniscus of liquid metal.
Suivant l'invention, le dispositif de liaison comprend une paroi annulaire solidaire du fond du récipient et entourant la busette, et une enceinte à double paroi annulaire de section transversale en U ouvert vers le haut, liée à la paroi de la lingotière et disposée en regard de ladite paroi annulaire de manière que cette dernière y pénètre, et l'enceinte à double paroi contient un liquide dans lequel est partiellement immergée la paroi solidaire du fond du récipient. According to the invention, the connecting device comprises an annular wall secured to the bottom of the container and surrounding the nozzle, and a double annular wall enclosure of U-shaped cross section open upwards, linked to the wall of the mold and arranged in view of said annular wall so that the latter penetrates therein, and the double-wall enclosure contains a liquid in which the wall integral with the bottom of the container is partially immersed.
On comprend que dans ces conditions l'étan- chéité soit totale, aucun gaz atmosphérique ne pouvant traverser le liquide enveloppant la partie inférieure de la paroi solidaire du fond du récipient. It will be understood that under these conditions the seal is total, no atmospheric gas being able to pass through the liquid enveloping the lower part of the wall secured to the bottom of the container.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. Other features and advantages of the invention will become apparent during the description which follows, given with reference to the appended drawing which illustrates an embodiment thereof by way of nonlimiting example.
La figure unique est une vue en coupe verticale axiale partielle d'une forme de réalisation du dispositif de liaison selon l'invention, entre le fond d'un répartiteur de coulée de métal liquide et la paroi d'une lingotière de coulée continue. The single figure is a partial axial vertical sectional view of an embodiment of the connecting device according to the invention, between the bottom of a liquid metal pouring distributor and the wall of a continuous casting ingot mold.
On voit au dessin un fond 1 d'un répartiteur contenant un métal liquide 2 tel que de l'acier, et une lingotière 3 contenant un bain de métal liquide 4. The drawing shows a bottom 1 of a distributor containing a liquid metal 2 such as steel, and an ingot mold 3 containing a bath of liquid metal 4.
La lingotière 3, de section rectangulaire ou carrée, est placée au-dessous du fond i dans lequel est agencée une ouverture 5 de coulée qui débouche dans une busette réfractaire tubulaire 6 dont l'extrémité inférieure est immergée dans le bain 4.The ingot mold 3, of rectangular or square section, is placed below the bottom i in which is arranged a casting opening 5 which opens into a tubular refractory nozzle 6 whose lower end is immersed in the bath 4.
Le métal liquide 2 s'écoule donc du répartiteur i dans la lingotière 3 à travers la busette 6. The liquid metal 2 therefore flows from the distributor i into the ingot mold 3 through the nozzle 6.
Le dispositif de liaison entre le fond 1 et la paroi annulaire 7 de la lingotière 3 comprend une paroi annulaire 8 de forme correspondant à la section horizontale de la lingotière, solidaire du fond 1 du récipient et faisant saillie sous celui-ci en entourant la busette 6, et une enceinte 9 à double parois annulaires 9a, 9b. Ces dernières sont reliées à leur base par un fond 9c lui-même prolongé par un tronçon annulaire 9d fixé sur l'extrémité supérieure de la paroi 7, par tout moyen approprié tel que soudage. The connecting device between the bottom 1 and the annular wall 7 of the ingot mold 3 comprises an annular wall 8 of shape corresponding to the horizontal section of the ingot mold, integral with the bottom 1 of the container and projecting under it by surrounding the nozzle 6, and an enclosure 9 with double annular walls 9a, 9b. The latter are connected to their base by a bottom 9c itself extended by an annular section 9d fixed on the upper end of the wall 7, by any suitable means such as welding.
L'enceinte 9 prolonge donc vers le haut la paroi 7 et est disposée en regard de la paroi annulaire 8, (qui peut être réalisée monopièce avec le fond 1), de manière que ladite paroi 8 pénètre à l'intérieur de l'enceinte 9 entre les deux parois 9a et 9b. L'enceinte 9 contient un liquide 11, par exemple de l'eau, dans lequel est partiellement immergée la paroi 8. The enclosure 9 therefore extends the wall 7 upwards and is arranged opposite the annular wall 8, (which can be made one-piece with the bottom 1), so that said wall 8 penetrates inside the enclosure. 9 between the two walls 9a and 9b. The enclosure 9 contains a liquid 11, for example water, in which the wall 8 is partially immersed.
La paroi 7 de la lingotière 3 est percée d'au moins un orifice 12 dans lequel débouche une tubulure 13 d'injection de lubrifiant (huile) pour l'interface entre la surface intérieure de la paroi 7 et le métal liquide 4. L'enceinte 9 et la paroi 8 peuvent être constituées entièrement en une matière réfractaire. The wall 7 of the mold 3 is pierced with at least one orifice 12 into which opens a pipe 13 for injecting lubricant (oil) for the interface between the internal surface of the wall 7 and the liquid metal 4. The enclosure 9 and wall 8 can be made entirely of refractory material.
On comprend qu'une liaison parfaitement étanche soit ainsi réalisée entre le fond 1 du récipient et la lingotière 3, grâce à l'immersion de la partie inférieure de la paroi 8 dans le liquide il de l'enceinte 9. Ce liquide est maintenu en circulation et à température relativement basse, par des moyens connus en soi et non représentés, afin d'éviter des dégagements de vapeur. Dans le même but, il est également possible de munir la paroi 8 d'un joint souple (non représenté), situé au-dessus de la surface du liquide 11, et qui peut glisser sur la surface interne des parois 9a, 9b. Un tel joint accroit l'efficacité de la circulation et du maintien en basse température du liquide il, pour éviter le dégagement de vapeur. It is understood that a perfectly sealed connection is thus produced between the bottom 1 of the container and the ingot mold 3, by virtue of the immersion of the lower part of the wall 8 in the liquid il of the enclosure 9. This liquid is maintained in circulation and at a relatively low temperature, by means known per se and not shown, in order to avoid the release of vapor. For the same purpose, it is also possible to provide the wall 8 with a flexible seal (not shown), located above the surface of the liquid 11, and which can slide on the internal surface of the walls 9a, 9b. Such a seal increases the efficiency of circulation and of maintaining the liquid therein at low temperature, to avoid the release of vapor.
On notera que les parois 9a, 9b ont entre elles un écartement suffisant par rapport à l'épais- seur de la paroi 8 pour autoriser une certaine liberté de débattement dans une direction horizontale. De plus l'extrémité inférieure de cette paroi 8 est située suffisamment au-dessus du fond 9c pour autoriser un second degré de liberté de la paroi 8 dans une direction verticale. It will be noted that the walls 9a, 9b have between them sufficient spacing with respect to the thickness of the wall 8 to allow a certain freedom of movement in a horizontal direction. In addition, the lower end of this wall 8 is located sufficiently above the bottom 9c to allow a second degree of freedom of the wall 8 in a vertical direction.
Dans ces conditions, l'étanchéité entre le récipient 1 et la lingotière 3 reste totale durant les oscillations de la lingotière. Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il permet de supprimer la poudre de couverture classiquement disposée sur le ménisque du bain 4. En effet une des fonctions de cette poudre est précisément de protéger le bain 4 de métal liquide contre l'introduction d'oxygène atmosphérique. Une autre fonction de la poudre de couverture consiste à lubrifier l'interface entre le bain 4 et la paroi 7 pour dégripper le métal liquide de la paroi. Avec le dispositif de liaison selon l'invention1 cette lubrification est assurée par l'introduction d'huile dans la tubulure latérale 13 qui débouche dans le trou 12. Under these conditions, the seal between the container 1 and the mold 3 remains complete during the oscillations of the mold. Another advantage of the device according to the invention lies in the fact that it makes it possible to remove the covering powder conventionally placed on the meniscus of the bath 4. In fact one of the functions of this powder is precisely to protect the bath 4 from liquid metal against the introduction of atmospheric oxygen. Another function of the covering powder consists in lubricating the interface between the bath 4 and the wall 7 to loosen the liquid metal from the wall. With the connection device according to the invention1, this lubrication is ensured by the introduction of oil into the lateral tube 13 which opens into the hole 12.
Enfin la suppression de la poudre de couverture permet de chauffer directement le ménisque, et de plus elle autorise une visualisation du ménisque1 par exemple au moyen d'une caméra vidéo adaptée, pour contrôler les conditions de coulée et observer le ménisque à proximité des parois1 et/ou les variations de niveau du métal en lingotière. Finally, the removal of the covering powder makes it possible to directly heat the meniscus, and moreover it allows a visualization of the meniscus1 for example by means of a suitable video camera, to control the pouring conditions and observe the meniscus near the walls1 and / or variations in the level of the metal in the mold.
L'invention est susceptible de diverses variantes, parmi lesquelles on citera les suivantes la paroi 8 solidaire du fond 1 peut être constituée à sa partie supérieure d'une âme métallique entourée de réfractaire1 et à sa partie inférieure, immergée dans le liquide 11, cette paroi peut être entièrement métallique. The invention is susceptible of various variants, among which the following will be cited: the wall 8 integral with the bottom 1 may be constituted at its upper part by a metallic core surrounded by refractory material 1 and at its lower part, immersed in the liquid 11, this wall may be entirely metallic.
Le lubrifiant peut aussi être injecté à travers des éléments poreux, en dessous du niveau du ménisque, ou encore injecté dans l'espace circonscrit par l'enceinte 9 et la paroi annulaire 8 par une tubulure d'alimentation qui alors ne traverse plus la lingotière mais la paroi 8. The lubricant can also be injected through porous elements, below the level of the meniscus, or else injected into the space circumscribed by the enclosure 9 and the annular wall 8 by a supply tube which then no longer passes through the ingot mold but the wall 8.
De plus l'extrémité inférieure de la busette peut alors aussi ne pas être immergée dans la mesure où l'on accepte de se passer d'un guidage du jet de métal liquide jusque dans le bain. In addition, the lower end of the nozzle can then also not be immersed insofar as it is agreed to dispense with guiding the jet of liquid metal into the bath.
Enfin l'enceinte 9 peut aussi1 au lieu d'être située au-dessus de la paroi de la lingotière1 être placée latéralement, à sa périphérie. Finally the enclosure 9 can also1 instead of being located above the wall of the mold1 be placed laterally, at its periphery.
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FR2659880A1 true FR2659880A1 (en) | 1991-09-27 |
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