FR2663573A1 - Nozzle for casting a liquid metal into a continuous casting ingot mould - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la coulée continue des métaux, notamment de l'acier. Elle a trait plus particulièrement à une busette d'alimentation d'un métal liquide dans une lingotière de coulée continue. The present invention relates to the continuous casting of metals, in particular steel. It relates more particularly to a nozzle for supplying a liquid metal into a continuous casting mold.
Comme on le sait, ces busettes sont classiquement monolithiques et formées d'un tube réfractaire fixé de manière étanche sous un répartiteur contenant le métal liquide à couler, et dirigeant ce métal liquide vers la lingotière. Notamment pour éviter une solidification trop précoce du métal dans la busette, le métal liquide du répartiteur est en surchauffe, c'est-à-dire maintenu à une température suffisamment supérieure à la température de solidification. As is known, these nozzles are conventionally monolithic and formed of a refractory tube fixed in leaktight manner under a distributor containing the liquid metal to be poured, and directing this liquid metal towards the ingot mold. In particular to avoid too early solidification of the metal in the nozzle, the liquid metal of the distributor is overheated, that is to say maintained at a temperature sufficiently higher than the solidification temperature.
Par contre, il peut être souhaité de couler le métal en lingotière à surchauffe basse, nulle ou même négative. I1 faut donc pouvoir ajuster précisément la température du métal à la sortie de la busette. On the other hand, it may be desired to cast the metal in a mold with low, zero or even negative overheating. It is therefore necessary to be able to precisely adjust the temperature of the metal at the outlet of the nozzle.
Avec une busette réfractaire classique, ce contrôle de la température ne peut être réalisé que par un contrôle précis et rapide de la température du métal en répartiteur, ce qui est difficilement réalisable du fait de la grande quantité de métal qu'il contient. With a conventional refractory nozzle, this temperature control can only be achieved by precise and rapid control of the temperature of the metal in a distributor, which is difficult to achieve because of the large amount of metal it contains.
De plus, des variations des conditions d'écoulement du métal dans la busette entraînent des modifications des échanges thermiques entre le métal s'écoulant dans la busette, ladite busette et le milieu ambiant, ce qui peut conduire à d'importantes variations de température en sortie de la busette. In addition, variations in the flow conditions of the metal in the nozzle cause changes in the heat exchanges between the metal flowing in the nozzle, said nozzle and the ambient medium, which can lead to large temperature variations in outlet of the nozzle.
Enfin, si l'on souhaite couler en lingotière avec une très faible surchauffe, ou même une surchauffe négative, par exemple pour la coulée à l'état pâteux, la surchauffe en répartiteur doit être aussi très faible et le métal risque de se solidifier dans la busette et d'obturer celle-ci. Finally, if it is desired to sink in an ingot mold with very low overheating, or even negative overheating, for example for pouring in a pasty state, the overheating in the distributor must also be very low and the metal risks solidifying in the nozzle and seal it.
La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes et de permettre la coulée en lingotière à surchauffe nulle ou même négative, en refroidissant le métal immédiatement avant l'introduction en lingotière. The object of the present invention is to solve these problems and to allow casting in an ingot mold with zero or even negative overheating, by cooling the metal immediately before introduction into the ingot mold.
L'invention a pour objet une busette comprenant un tube réfractaire, et qui permet d'atteindre les objectifs précités. The invention relates to a nozzle comprising a refractory tube, and which achieves the above objectives.
Suivant l'invention, la busette comporte une enveloppe refroidie entourant le tube réfractaire et au moins un dispositif formant écran, intercalé entre le tube réfractaire et l'enveloppe extérieure, des moyens étant prévus pour faire varier la largeur angulaire de l'écran afin de régler le flux thermique rayonné du tube réfractaire vers l'enveloppe extérieure. According to the invention, the nozzle includes a cooled envelope surrounding the refractory tube and at least one screen device, interposed between the refractory tube and the outer envelope, means being provided for varying the angular width of the screen in order to adjust the radiated heat flow from the refractory tube to the outer casing.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe extérieure est constituée par un double tube parcouru par une circulation de fluide de refroidissement tel que de l'eau, et plusieurs dispositifs d'écrans, couvrant chacun un secteur angulaire réglable, sont répartis entre le tube réfractaire et le double tube, chaque dispositif comprenant un écran fixe et un écran mobile en rotation autour de l'axe du tube réfractaire, cet écran mobile pouvant glisser par rapport à l'écran fixe associé afin d'augmenter ou de réduire la surface globale de ces deux écrans. According to one embodiment of the invention, the outer envelope is constituted by a double tube traversed by a circulation of cooling fluid such as water, and several screen devices, each covering an adjustable angular sector, are distributed between the refractory tube and the double tube, each device comprising a fixed screen and a mobile screen rotating around the axis of the refractory tube, this mobile screen being able to slide relative to the associated fixed screen in order to increase or reduce the overall surface area of these two screens.
On peut ainsi refroidir le métal coulé immédiatement avant l'introduction en lingotière pour couler à surchauffe basse, nulle ou négative, grâce au fait que le rayonnement entre le tube central réfractaire et l'enveloppe tubulaire extérieure peut être partiellement modulé par le réglage des écrans escamotables intermédiaires. It is thus possible to cool the cast metal immediately before introduction into the mold to flow at low overheating, zero or negative, thanks to the fact that the radiation between the central refractory tube and the outer tubular envelope can be partially modulated by the adjustment of the screens. retractable intermediate.
L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. The invention will now be described with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment thereof by way of non-limiting example.
La figure 1 est une vue simplifiée en coupe verticale axiale d'un dispositif de busette de coulée d'un métal liquide dans une lingotière de coulée continue. Figure 1 is a simplified view in axial vertical section of a nozzle device for casting a molten metal in a continuous casting mold.
La figure 2 est une vue de dessus en coupe selon la ligne Il-Il de la Fiv.1 du dispositif de busette et de lingotière de la Fig.1. Figure 2 is a top view in section along the line Il-Il of Fiv.1 of the nozzle and ingot mold device of Fig.1.
Le dispositif représenté aux dessins comprend une busette 1 et une lingotière 2 contenant un bain de métal liquide 3, par exemple de l'acier. The device shown in the drawings comprises a nozzle 1 and an ingot mold 2 containing a bath of liquid metal 3, for example steel.
La busette 1 a un axe vertical X-X et comprend un conduit 4 de liaison à un répartiteur non représenté, prolongé par un tube réfractaire 5 dont l'extrémité inférieure plonge dans le bain 3. La busette 1 est équipée conformément à l'invention d'une enveloppe 6 entourant extérieurement le tube réfractaire 5 coaxialement à celui-ci, et de plusieurs dispositifs d'écrans 7 répartis régulièrement entre le tube central 5 et l'enveloppe extérieure 6, chaque dispositif 7 couvrant un secteur angulaire déterminé et réglable. Bien entendu l'enveloppe et les dispositifs d'écran ne plongent pas dans le bain métallique 3. The nozzle 1 has a vertical axis XX and comprises a conduit 4 for connection to a distributor not shown, extended by a refractory tube 5 whose lower end plunges into the bath 3. The nozzle 1 is equipped in accordance with the invention with an envelope 6 externally surrounding the refractory tube 5 coaxially with the latter, and several screen devices 7 distributed regularly between the central tube 5 and the outer envelope 6, each device 7 covering a determined and adjustable angular sector. Of course, the envelope and the screen devices do not plunge into the metal bath 3.
L'enveloppe extérieure 6 est constituée par deux tubes concentriques d'axe XX, formant un double tube dans le volume intérieur 6a duquel peut circuler un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau, pénétrant par une entrée 8 et évacuée par une sortie 9. Des moyens connus, tels que des chicanes disposées entre les deux tubes concentriques, peuvent être utilisés pour uniformiser le refroidissement de 1 'enveloppe. The outer casing 6 is constituted by two concentric tubes of axis XX, forming a double tube in the interior volume 6a from which a cooling fluid, for example water, can flow, entering through an inlet 8 and evacuated through an outlet. 9. Known means, such as baffles disposed between the two concentric tubes, can be used to standardize the cooling of the envelope.
Chaque dispositif d'écrans 7 comprend un écran fixe 12 et un écran 11 mobile en rotation autour de l'axe X-X, l'écran 11 pouvant glisser sur l'écran fixe 12 afin d'augmenter ou de réduire la surface globale des deux écrans 11, 12. Chacun de ceux-ci s'étend sur un secteur angulaire approprié, par exemple 20 ou 30 degrés. Each screen device 7 comprises a fixed screen 12 and a screen 11 movable in rotation about the axis XX, the screen 11 being able to slide on the fixed screen 12 in order to increase or reduce the overall surface of the two screens. 11, 12. Each of these extends over an appropriate angular sector, for example 20 or 30 degrees.
La rotation des écrans circulaires 11 par rapport aux écrans fixes 12 peut s'effectuer entre deux limites dans l'une desquelles les écrans 12 recouvrent complètement les écrans 12, tandis que dans l'autre position extrême les écrans il sont déployés. The rotation of the circular screens 11 with respect to the fixed screens 12 can take place between two limits in one of which the screens 12 completely cover the screens 12, while in the other extreme position the screens are deployed.
Dans la première position la surface globale d'un dispositif 7 est minimale et dans la seconde elle est maximale, la proportion du flux thermique transmis depuis le tube 5 au double tube 6 variant par conséquent en fonction de la position angulaire des écrans 11.In the first position the overall surface area of a device 7 is minimal and in the second it is maximum, the proportion of the heat flux transmitted from the tube 5 to the double tube 6 consequently varying as a function of the angular position of the screens 11.
Toutefois, dans leur position de largeur angulaire maximum, l'ensemble des écrans 11, 12 peut s'étendre sur une circonférence complète. However, in their position of maximum angular width, the set of screens 11, 12 can extend over a complete circumference.
Les déplacements des écrans mobiles Il peuvent être commandés automatiquement en fonction de la surchauffe mesurée en répartiteur et du flux thermique global extrait, mesuré par exemple par l'échauffement du fluide circulant dans le volume 6a intérieur au double tube 6. Les moyens, non représentés, d'entraînement en rotation des écrans Il peuvent être constitués par des organes d'entraînement en rotation à commande pneumatique ou hydraulique. Movements of mobile screens It can be controlled automatically as a function of the overheating measured in the distributor and of the overall extracted heat flow, measured for example by the heating of the fluid circulating in the volume 6a inside the double tube 6. The means, not shown , drive in rotation of the screens They can be constituted by rotation drive members with pneumatic or hydraulic control.
Préférentiellement tous les écrans mobiles 11 sont solidarisés, par exemple à leurs extrémités supérieures, de manière que tous ces écrans se déplacent simultanément.Preferably all the mobile screens 11 are secured, for example at their upper ends, so that all of these screens move simultaneously.
Ce dispositif permet de larges variations du flux thermique extrait du métal liquide s'écoulant dans le tube 5 suivant la flèche verticale F : à titre d'exemple numérique, si la température du tube réfractaire 5 est d'environ 1500-C, et si le diamètre de ce tube est de 10cm, sa longueur étant de 50cm, le refroidissement d'acier liquide s'écoulant par le tube 5 à un débit de 20t/h, pourra atteindre -20 C. This device allows wide variations in the heat flux extracted from the liquid metal flowing in the tube 5 along the vertical arrow F: as a numerical example, if the temperature of the refractory tube 5 is around 1500-C, and if the diameter of this tube is 10cm, its length being 50cm, the cooling of liquid steel flowing through tube 5 at a rate of 20t / h, may reach -20 C.
Il devient ainsi possible de supprimer toute surchauffe du métal immédiatement avant son introduction dans la lingotière 2, ce qui permet d'obtenir une solidification du métal en lingotière directement équiaxe, et de limiter la ségrégation, sans nécessiter de brassage en lingotière et, comme indiqué précédemment, sans risque de figeage du métal dans le répartiteur ou la busette. It thus becomes possible to suppress any overheating of the metal immediately before its introduction into the mold 2, which makes it possible to obtain a solidification of the metal in the mold directly equiaxed, and to limit the segregation, without requiring mixing in the mold and, as indicated previously, without risk of the metal freezing in the distributor or the nozzle.
En variante, il est possible de mettre en oeuvre des moyens de mise sous vide ou sous convection gazeuse de l'espace intercalaire 13 compris entre le tube réfractaire 5 et le double tube extérieur 6. En effet l'existence d'un vide dans cet espace 13 peut jouer un rôle d'atténuation des échanges thermiques entre le tube central 5 et le double tube 6, ainsi que des températures atteintes par les écrans Il et 12, et donc sur les échanges par rayonnement des écrans 11, 12 vers le double tube 6. As a variant, it is possible to use means for placing under vacuum or under gaseous convection the intermediate space 13 comprised between the refractory tube 5 and the outer double tube 6. Indeed, the existence of a vacuum in this space 13 can play a role in attenuating the heat exchanges between the central tube 5 and the double tube 6, as well as the temperatures reached by the screens 11 and 12, and therefore on the exchanges by radiation from the screens 11, 12 towards the double tube 6.
La mise sous convection gazeuse du volume intercalaire 13 peut de son côté avoir une influence avantageuse sur le refroidissement des écrans Il et 12 ainsi que sur les échanges thermiques r le gaz utilisé étant de préférence un gaz inerte tel que azote ou argon1 ce qui de plus limite l'oxydation des écrans si ceux-ci sont métalliques. The placing under gas convection of the intermediate volume 13 can in turn have an advantageous influence on the cooling of the screens Il and 12 as well as on the heat exchanges r the gas used being preferably an inert gas such as nitrogen or argon1 which moreover limits the oxidation of screens if they are metallic.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi il est évident que le nombre et la largeur des écrans 11, 12 peut largement varier, ces écrans remplissant dans tous les cas une fonction d'interception partielle du rayonnement thermique du tube 5 vers l'enveloppe extérieure 6. The invention is not limited to the embodiment described and may include variant embodiments. Thus it is obvious that the number and the width of the screens 11, 12 can vary widely, these screens fulfilling in all cases a function of partial interception of the thermal radiation from the tube 5 towards the external envelope 6.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9007727A FR2663573A1 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Nozzle for casting a liquid metal into a continuous casting ingot mould |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9007727A FR2663573A1 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Nozzle for casting a liquid metal into a continuous casting ingot mould |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2663573A1 true FR2663573A1 (en) | 1991-12-27 |
Family
ID=9397830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9007727A Pending FR2663573A1 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Nozzle for casting a liquid metal into a continuous casting ingot mould |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2663573A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104220191A (en) * | 2012-03-28 | 2014-12-17 | 安赛乐米塔尔研发有限公司 | Continuous casting equipment |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2517931A (en) * | 1947-05-15 | 1950-08-08 | Rossi Irving | Apparatus for the continuous casting of metal |
| EP0327526A1 (en) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif | Device for cooling a metal during casting |
-
1990
- 1990-06-20 FR FR9007727A patent/FR2663573A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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| EP0327526A1 (en) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif | Device for cooling a metal during casting |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 286 (M-727)(3133), 5 août 1988; & JP - A - 6363566 (NIPPON KOKAN) 19.03.1988 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104220191A (en) * | 2012-03-28 | 2014-12-17 | 安赛乐米塔尔研发有限公司 | Continuous casting equipment |
| CN104220191B (en) * | 2012-03-28 | 2016-04-06 | 安赛乐米塔尔研发有限公司 | Continuous casting equipment |
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