FR2894167A1 - EQUIPMENT FOR CONTINUOUS METAL CASTING DISTRIBUTION CASTING - Google Patents

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FR2894167A1
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FR0512387A
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French (fr)
Inventor
Robert Bolcato
Jean Marie Galpin
Gerard Perrin
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USINOR SA
Original Assignee
USINOR SA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/62Pouring-nozzles with stirring or vibrating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Cet équipement comprend:- un circuit de refroidissement mettant un liquide de refroidissement en circulation;- une alimentation électrique polyphasée;- un tube de coulée (4) fixé sur le fond de la poche de coulée autour de l'ouverture de vidange de cette dernière;- montable autour dudit tube de poche, un inducteur électromagnétique annulaire (1) à champ magnétique tournant, de type polyphasé pourvu d'une paire de pôles par phase de ladite alimentation électrique à laquelle il est connecté, et dont chaque pôle est formé par un enroulement électrique (10) bobiné en nappes (20) autour d'une dent polaire (3) saillante vers l'intérieur en présentant un rétrécissement latéral (11) au niveau de sa face active terminale (9), les dents polaires étant reliées entre elles à leur autre extrémité par une culasse magnétique périphérique extérieure (12) de fermeture du flux magnétique et dont chaque enroulement électrique (10) incorpore un extracteur de chaleur, constitué avantageusement par un tube annulaire étanche aplati (14) relié au circuit de refroidissement pour une circulation interne de liquide de refroidissement- et, interposé entre le tube de coulée et l'inducteur, un écran amagnétique annulaire creux (15) de protection thermique de l'inducteur, refroidi par une circulation interne de liquide de refroidissement en étant relié audit circuit de refroidissement.La mise en oeuvre de cet équipement confère un mouvement de rotation axiale à la veine de métal en fusion passant de la poche au répartiteur, avec pour effet une coulée en répartiteur dans des conditions favorables à l'obtention d'une qualité métallurgique satisfaisante du métal solide après coulée.This equipment comprises: - a cooling circuit putting a coolant in circulation - a polyphase power supply - a pouring tube (4) fixed on the bottom of the ladle around the drain opening of the latter - Mountable around said pocket tube, an annular electromagnetic inductor (1) rotating magnetic field, polyphase type provided with a pair of poles per phase of said power supply to which it is connected, and each pole is formed by an electrical winding (10) wound in layers (20) around an inwardly projecting pole tooth (3) having a lateral narrowing (11) at its terminal active face (9), the pole teeth being connected between them at their other end by an outer magnetic peripheral yoke (12) closing the magnetic flux and each electrical winding (10) incorporates a heat extractor, co it is advantageously arranged by a flattened annular tight tube (14) connected to the cooling circuit for an internal circulation of cooling liquid and, interposed between the pouring tube and the inductor, a hollow annular non-magnetic screen (15) for thermal protection of the inductor, cooled by an internal circulation of coolant being connected to said cooling circuit. The implementation of this equipment imparts an axial rotation movement to the molten metal vein passing from the ladle to the distributor, with the aim of effect a tundish in conditions favorable to obtaining a satisfactory metallurgical quality of the solid metal after casting.

Description

Equipement pour la coulée en répartiteur de coulée continue des métaux.Equipment for continuous casting casting of metals.

L'invention concerne la coulée des métaux mettant en oeuvre une poche de coulée qui se vide par le fond à l'aide d'un tube plongeur débouchant en dessous du niveau de métal en fusion coulé au sein d'un répartiteur placé sous cette poche. Plus précisément l'invention a trait à la réduction des turbulences du métal liquide entrant dans le répartiteur à partir de la poche de coulée. Elle s'applique plus particulièrement à la coulée continue de l'acier.  The invention relates to the casting of metals using a ladle which empties from the bottom by means of a dip tube opening below the level of molten metal cast in a tundish placed under this pocket . More specifically, the invention relates to reducing the turbulence of the liquid metal entering the distributor from the ladle. It applies more particularly to the continuous casting of steel.

Il est rappelé que le métal à l'état liquide, issu classiquement du four de fusion ou d'un réacteur de métallurgie secondaire qui suit le four, est acheminé via une poche de coulée vers un répartiteur. Celui ci, doté d'orifices de vidange calibrés dans son fond, va alors distribuer par gravité le métal en fusion à une ou plusieurs lingotières de coulée continue situées en dessous et dans lesquelles s'initie la solidification du métal par sa périphérie au contact des parois en cuivre ou alliage de cuivre énergiquement refroidies dont sont formées ces lingotières. La solidification centripète progresse alors en aval de la lingotière, sous l'effet de rampes d'arrosage d'eau disposées en dessous, à mesure que le produit coulé est tiré vers le bas dans les étages du refroidissement secondaire de la machine de coulée. Une fois la solidification achevée, et après redressage du produit coulé à horizontale, ce dernier est coupé à longueur pour former des brames, blooms ou billettes, destinés à un laminage ultérieur de mise en forme. Le répartiteur agit ainsi comme un réservoir placé en amont de la chaîne de coulée tout en fournissant au sidérurgiste une occasion supplémentaire d'agir encore sur le métal en fusion, afin notamment de l'affiner d'avantage et/ou de le débarrasser juste avant sa solidification d'impuretés non-métalliques à l'aide d'un laitier surnageant que l'on forme à cet effet et éviter qu'elles ne soient ensuite entraînées en lingotière avec les courants de métal liquide. On comprend que ces échanges métal-laitier, dont l'efficience nécessite bien entendu une certaine agitation du bain si ce n'est que pour renouveler constamment l'interface métal-laitier, risquent en revanche de ne pouvoir se développer dans de bonnes conditions si le bain d'acier montre une agitation trop importante. Or, en raison même de la forme haute et étroite des poches de coulée, le répartiteur est alimenté violemment en métal liquide à chaque ouverture d'une nouvelle poche et l'acier y est déversé par tube plongeur sous un gros débit et avec une vitesse de jet importante, au moins en première partie de vidange de poche, ce qui engendre des turbulences considérables dans le bain durant ces périodes. Ces turbulences sont connues pour être à l'origine d'une détérioration possible de la qualité finale de l'acier solidifié obtenu. Elles peuvent provoquer par exemple l'entraînement dans le bain de fragments entiers de laitier, ou conduire jusqu'à son émulsion franche. De l'argon, utilisé classiquement en jets pour lutter contre le bouchage des tubes de poche, est alors également entraîné en masse avec l'acier dans la lingotière. De plus, ces turbulences occasionnent une usure prématurée du revêtement réfractaire du répartiteur et génèrent des hétérogénéités dans les écoulements du métal dans la lingotière. Différentes solutions ont déjà été proposées à ce jour pour tenter de palier ces difficultés. Parmi elles, on retiendra, à titre d'exemple, deux types d'approche. La première consiste en l'utilisation de dalles d'impact à l'aplomb du jet de poche. Il s'agit le plus souvent de boîtes peu profondes ouvertes sur le dessus. La base, en matière réfractaire très dure, de forme rectangulaire, trapézoïdale ou circulaire, est bordée par une paroi verticale peu élevée. Le jet d'acier en fusion libéré par la poche au dessus vient impacter directement la base qui, grâce à sa géométrie et en coopération avec la paroi latérale qui sert de surface de rebond, va le disperser en le redirigeant globalement vers le fond du répartiteur. De la sorte, les turbulences au voisinage du laitier de couverture sont atténuées et le risque d'entraînement de particules amoindri. De plus, en particulier lorsque le répartiteur est cloisonné en deux chambres contiguës communiquant par seuil à leur partie supérieure, l'une recevant l'acier de la poche, l'autre le déversant en lingotière, l'acier a une durée de séjour moyenne plus importante dans le répartiteur, favorable donc à une meilleure décantation des inclusions. Un exemple de cette technologie, commercialisée entre autres sous la dénomination "Turbo-stop", est décrite dans le document WO 03/082499. Toutefois une telle solution s'avère bien souvent onéreuse, car la matière réfractaire de la dalle s'érode vite, et difficile à optimiser, en particulier pour ce qui concerne le maintien d'une géométrie stable des surfaces d'impact. En outre, elle agit pas ou peu sur la libération des bulles de gaz. La seconde approche, décrite par exemple dans le document WO 92/17295, fait appel aux techniques de brassage électromagnétique de l'acier à l'état liquide. Le répartiteur est partagé en deux chambres contiguës communicant entre elles cette fois par une ouverture ménagée au bas de la cloison de séparation. Une première chambre, de forme à peu près carrée en section droite, reçoit l'acier en fusion en provenance de la poche et délivré par le tube de coulée. Dans cette chambre, le métal liquide est mis en rotation axiale sous l'action d'un inducteur électromagnétique à champ glissant monté à l'extérieur contre la paroi du répartiteur. Le mouvement de rotation va favoriser la coalescence, donc la décantation des inclusions non-métalliques et des bulles de gaz. L'acier, débarrassé de ces impuretés non métalliques et de son ballast gazeux, passe alors dans la seconde chambre, où il est coulé en lingotière. On comprend que ce type de solution fait appel à un équipement lourd, encombrant, onéreux, et à une dépense énergétique en fonctionnement importante.  It is recalled that the metal in the liquid state, conventionally derived from the melting furnace or a secondary metallurgy reactor following the furnace, is conveyed via a ladle to a distributor. The latter, with drain holes calibrated in its bottom, will then distribute by gravity the molten metal to one or more continuous casting molds below and in which initiates the solidification of the metal by its periphery in contact with the walls of copper or copper alloy energetically cooled which are formed these ingot molds. The centripetal solidification then progresses downstream of the mold under the effect of watering ramps arranged below, as the cast product is pulled down in the stages of the secondary cooling of the casting machine. Once the solidification is complete, and after straightening the product cast horizontally, the latter is cut to length to form slabs, blooms or billets, for subsequent rolling shaping. The distributor thus acts as a reservoir placed upstream of the casting chain while providing the steelmaker an additional opportunity to still act on the molten metal, in particular to refine it further and / or to get rid of it just before its solidification of non-metallic impurities using a supernatant slag that is formed for this purpose and prevent them from being then entrained in the ingot mold with the liquid metal streams. It is understood that these metal-dairy exchanges, the efficiency of which of course requires some agitation of the bath, except that in order to constantly renew the metal-dairy interface, they risk being unable to develop under good conditions if the steel bath shows too much agitation. However, because of the high and narrow shape of the ladles, the distributor is fed violently liquid metal each opening of a new pocket and the steel is poured by dip tube under a large flow and with a speed large jet, at least in the first part of pocket emptying, which causes considerable turbulence in the bath during these periods. These turbulences are known to be at the origin of a possible deterioration of the final quality of the solidified steel obtained. They can cause, for example, entrainment in the bath of whole slag fragments, or lead to its frank emulsion. Argon, conventionally used in jets to fight against clogging of the pocket tubes, is then also driven en masse with the steel in the mold. In addition, these turbulences cause premature wear of the refractory lining of the distributor and generate heterogeneities in the flows of the metal in the mold. Various solutions have already been proposed to date to try to overcome these difficulties. Among them, there are, for example, two types of approach. The first is the use of impact tiles directly above the pocket jet. This is usually shallow boxes open on top. The base, very hard refractory material, rectangular, trapezoidal or circular, is bordered by a low vertical wall. The jet of molten steel released by the pocket above directly impacts the base which, thanks to its geometry and in cooperation with the side wall which serves as a rebound surface, will disperse it by redirecting it globally towards the bottom of the distributor . In this way, turbulence in the vicinity of the cover slag is reduced and the risk of particle entrainment is reduced. In addition, particularly when the distributor is partitioned into two adjacent chambers communicating by threshold at their upper part, one receiving steel pocket, the other pouring into the mold, the steel has an average residence time more important in the dispatcher, thus favorable to a better settling of the inclusions. An example of this technology, marketed inter alia under the name "Turbo-stop", is described in WO 03/082499. However, such a solution is often expensive, because the refractory material of the slab erodes quickly, and difficult to optimize, particularly as regards the maintenance of a stable geometry of the impact surfaces. In addition, it acts little or no on the release of gas bubbles. The second approach, described for example in WO 92/17295, uses the electromagnetic stirring techniques of steel in the liquid state. The splitter is divided into two adjoining chambers communicating with each other this time through an opening at the bottom of the partition wall. A first chamber, approximately square in cross section, receives the molten steel from the pocket and delivered by the pouring tube. In this chamber, the liquid metal is rotated axially under the action of a sliding field electromagnetic inductor mounted externally against the partition wall. The rotational movement will promote coalescence, thus the decantation of non-metallic inclusions and gas bubbles. The steel, freed of these non-metallic impurities and its gaseous ballast, then passes into the second chamber, where it is cast in the mold. It is understood that this type of solution uses heavy equipment, bulky, expensive, and a significant energy expenditure.

L'invention apporte une réponse alternative aux solutions actuelles par une vigoureuse mise en rotation électromagnétique de l'acier autour de l'axe de coulée directement dans le tube de poche avant d'arriver dans le répartiteur. Une centrifugation des écoulements directement dans le tube de poche induit en effet une forte expansion du jet de métal à sa sortie du tube, ce qui contribue à réduire de manière significative les vitesses à l'impact du jet sur le fond du répartiteur et l'intensité turbulente dans le métal liquide. Elle permet de plus d'améliorer la décantation des inclusions et des bulles de gaz qui, se retrouvant centrifugées à l'intérieur du jet, grossissent et décantent plus aisément.  The invention provides an alternative response to current solutions by a vigorous electromagnetic rotation of the steel around the casting axis directly into the pocket tube before arriving in the distributor. Centrifugation of the flows directly into the pocket tube in fact induces a strong expansion of the metal jet at its exit from the tube, which contributes to significantly reducing the speeds at the impact of the jet on the bottom of the distributor and the turbulent intensity in the liquid metal. It also improves the settling of inclusions and gas bubbles which, being centrifuged inside the jet, enlarge and settle more easily.

A cet effet, l'invention a pour objet premier un équipement pour la coulée de métal en fusion dans un répartiteur de coulée continue depuis une poche située au dessus et dotée d'un tube de coulée fixé sur le fond autour de l'ouverture de vidange de cette dernière et destiné à déboucher sous le niveau de métal en fusion dans le répartiteur, équipement caractérisé en ce qu'il comprend: - un circuit de refroidissement contenant un liquide de refroidissement en circulation (de l'eau de préférence); - une alimentation électrique polyphasée; - montable autour dudit tube de coulée, un inducteur électromagnétique annulaire à champ magnétique tournant, de type polyphasé pourvu d'une paire de pôles par phase de ladite alimentation électrique à laquelle il est relié pour générer ledit champ magnétique tournant, et dont chaque pôle est formé par un enroulement électrique bobiné, avantageusement en nappes, autour d'une dent polaire saillante vers l'intérieur en présentant un rétrécissement latéral au niveau de sa face polaire terminale, les dents polaires étant reliées entre elles à leur autre extrémité par une culasse magnétique périphérique extérieure de fermeture du flux magnétique, et dont chaque enroulement électrique incorpore un extracteur de chaleur, avantageusement constitué par un tube aplati étanche annulaire inséré entre deux nappes successives et dont les extrémités libres qui dépassent de l'enroulement sont reliées audit circuit de refroidissement pour être refroidi par circulation interne d'un liquide de refroidissement; - et, interposé entre le tube de coulée et l'inducteur, un écran annulaire creux de protection thermique de l'inducteur en métal amagnétique (tel que du cuivre) refroidi également par une circulation interne de liquide de refroidissement en étant relié audit circuit de refroidissement.  For this purpose, the subject of the invention is primarily equipment for casting molten metal in a continuous casting distributor from a pocket located above and provided with a pouring tube fixed on the bottom around the opening of draining the latter and intended to lead under the molten metal level in the distributor, equipment characterized in that it comprises: - a cooling circuit containing a circulating cooling liquid (water preferably); - a polyphase power supply; - Mountable around said casting tube, an annular rotating magnetic field inductor, polyphase type provided with a pair of poles per phase of said power supply to which it is connected to generate said rotating magnetic field, and each pole is formed by a wound electrical winding, advantageously in layers, around an inwardly projecting pole tooth having a lateral narrowing at its polar end face, the pole teeth being interconnected at their other end by a magnetic yoke external device for closing the magnetic flux, and in which each electrical winding incorporates a heat extractor, advantageously constituted by an annular sealed flattened tube inserted between two successive layers and whose free ends protruding from the winding are connected to said cooling circuit for be cooled by circ internal ulation of a coolant; and, interposed between the casting tube and the inductor, a hollow heat shielding annular shield of the non-magnetic metal inductor (such as copper) also cooled by an internal circulation of coolant being connected to said circuit of cooling.

Avantageusement, cet écran thermique est avantageusement, de manière connue en soi, segmenté selon son pourtour en portions présentant des discontinuités électriques entre elles afin de contrecarrer les velléités de développement de courants de Foucault sous l'effet du champ magnétique variable de l'inducteur. De préférence, l'inducteur est formé, de manière connue, par deux parties complémentaires, portées par des berceaux en demi-coquilles articulées pivotantes.  Advantageously, this heat shield is advantageously, in a manner known per se, segmented according to its periphery into portions having electrical discontinuities between them in order to counteract the fugitive currents developing under the effect of the variable magnetic field of the inductor. Preferably, the inductor is formed, in a known manner, by two complementary parts, carried by cradles in pivoting articulated half-shells.

Avantageusement, l'alimentation électrique de l'inducteur comprend un circuit électrique résonnant sur lequel l'inducteur est monté en série avec une capacité réglable. l'invention a également pour objet une méthode de coulée continue du métal en fusion, notamment de l'acier, depuis une poche de coulée équipée d'un tube de poche en son fond vers un répartiteur situé sous ladite poche au travers dudit tube, telle que, lors du passage du métal en fusion dans ledit tube, on met en oeuvre un champ magnétique traversant dirigé perpendiculairement à l'axe de dudit tube et généré par un inducteur électromagnétique annulaire polyphasé, à extracteur de chaleur interne incorporé tel que défini ci-avant, entourant le tube de poche à distance avec interposition d'un écran de protection thermique refroidi, et en ce qu'on met en rotation ledit champ magnétique autour de l'axe de coulée de sorte à entraîner avec lui le métal en fusion en un mouvement de rotation au sein dudit tube de coulée On notera que le principe, de même que la technologie de mise en oeuvre, à la base de l'invention, à savoir la mise en rotation électromagnétique du métal liquide au cours de son transfert dans un tube de coulée qui le canalise entre deux récipients, sont proches de ceux décrits dans le document WO 2005/002763. Ce dernier, en effet, décrit une installation de coulée continue des métaux dotée d'un inducteur annulaire polyphasé à champ magnétique tournant pour une mise en rotation électromagnétique du métal en fusion autour de l'axe de coulée au sein d'une busette immergée de coulée continue en lingotière, busette autour de laquelle l'inducteur est monté au plus près, c'est à dire avec un entrefer libre minimal pour maximiser le couplage.  Advantageously, the power supply of the inductor comprises a resonant electrical circuit on which the inductor is mounted in series with an adjustable capacitance. the invention also relates to a method of continuous casting of the molten metal, in particular steel, from a ladle equipped with a pocket tube at its bottom to a distributor located under said pocket through said tube, such that, during the passage of the molten metal in said tube, a traversing magnetic field directed perpendicularly to the axis of said tube and generated by a polyphase annular electromagnetic inductor with built-in internal heat extractor as defined herein is used; beforehand, surrounding the pocket tube remotely with the interposition of a cooled thermal shield, and in that said magnetic field is rotated around the casting axis so as to carry with it the molten metal in a rotational movement within said casting tube It will be noted that the principle, as well as the implementation technology, at the base of the invention, namely the electromagnetic rotation ue of the liquid metal during its transfer into a pouring tube which channels it between two containers, are close to those described in WO 2005/002763. The latter, in fact, describes a continuous metal casting plant equipped with a polyphase ring magnetic inductor rotating for an electromagnetic rotation of the molten metal around the casting axis in a submerged nozzle of continuous casting in the mold, nozzle around which the inductor is mounted closer, that is to say with a minimum free air gap to maximize the coupling.

Cependant, un transfert de cette technologie depuis la busette de coulée en lingotière au tube de poche, même à le supposer envisageable en soi, suppose en fait la résolution de problèmes inhérents à des différences, non seulement de taille, mais d'utilisation et d'objectif métallurgiques visés. Pour ce qui concerne l'objectif d'abord. La mise en rotation en busette vise avant tout une décantation plus rapide en lingotière de l'argon d'anti-bouchage que l'on injecte en amont, en particulier lors de la coulée de nuances d'acier calmées à l'aluminium. En revanche, rien de tel pour la mise en rotation dans le tube de coulée à la sortie de la poche. D'abord, parce que l'injection d'argon n'a pas lieu à ce niveau de la coulée, mais en aval. Ensuite et surtout parce que le but métallurgique visé ici est un "ramollissement" du jet de métal dans le répartiteur afin de réduire son impact mécanique sur le fond du récipient, offrant ainsi une solution alternative à celle existante à bassine sacrificielle, dite du "turbo-stop" On retiendra ensuite qu'un tube de poche présente un diamètre environ trois fois supérieur à celui d'une busette de coulée en lingotière (de l'ordre de 150 mm pour fixer idée, au lieu des 50 mm classiques pour une busette). En outre, la hauteur métallurgique dans une poche est nettement plus élevée que celle dans un répartiteur. Là encore le rapport est de 1 à 3, voire au delà. Tout concourt en somme à ce que le débit de métal liquide et la vitesse du courant métallique au sein d'un tel tube de coulée soient considérablement supérieurs à ce qui se passe pour une busette. Ceci implique pour le moins la mise en oeuvre de champs magnétiques bien plus intenses, alors que, pour des raisons d'encombrement, l'inducteur est nécessairement le plus compact possible. En outre, l'acier en fusion, lorsqu'il transite par le tube de poche pour alimenter un répartiteur, affiche nécessairement une surchauffe, donc une température, plus élevée que lorsqu'il va s'écouler au travers de la busette dans la lingotière où il va se solidifier. En résumé, alors que l'inducteur de busette va devoir travailler longtemps, en continu, la totalité du temps de la coulée en fait, en délivrant une puissance, certes soutenue sous une intensité de courant d'une cinquantaine d'Ampères environ pulsant à 50hz, donc somme toute compatible avec les technologies compactes existantes, l'inducteur de tube de poche au contraire va être sollicité sur de plus courtes périodes (le temps de vidange de la poche), mais pour délivrer, dans des conditions d'emploi notamment thermiques, bien plus sévères, une puissance bien plus élevée, auxquelles les technologies compactes existantes ne savent pas encore répondre. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple de réalisation et en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement, vu en section droite, l'inducteur entourant à distance un tube de poche avec interposition d'un écran de protection thermique, conformément à l'invention; - la figure 2 est un schéma analogue au précédent mais destiné à bien montrer la propagation des lignes de force traversantes du champ magnétique dans l'entrefer de l'inducteur à un instant donné quelconque du fonctionnement de celui-ci; - la figure 3 est un schéma fonctionnel de principe montrant l'articulation des deux demies coquilles constitutives de l'inducteur ; - la figure 4 montre, en coupe partielle, la structure interne d'un enroulement électrique de phase de l'inducteur, selon le plan de coupe longitudinal radial A-A de la figure 1; - la figure 5 montre l'évolution de l'intensité B du champ magnétique au centre de l'entrefer en fonction de l'évolution de l'intensité I du courant d'excitation de l'inducteur ; Sur les figures, les mêmes éléments sont désignés par des références identiques.  However, a transfer of this technology from the ingot mold casting to the pocket tube, even if it is conceivable in itself, actually involves the resolution of problems inherent in differences, not only in size, but in use and reliability. metallurgical target. As for the goal first. Spinning in a nozzle is primarily aimed at faster settling in the ingot mold of the anti-corking argon which is injected upstream, in particular during the casting of steel shades soaked with aluminum. On the other hand, nothing of the kind for the rotation in the pouring tube at the outlet of the pocket. First, because the argon injection does not take place at this level of the casting, but downstream. Secondly, and above all because the metallurgical goal aimed here is a "softening" of the metal jet in the distributor in order to reduce its mechanical impact on the bottom of the container, thus offering an alternative solution to the existing sacrificial bowl called "turbo" -stop "It will then be remembered that a pocket tube has a diameter approximately three times greater than that of a mold casting nozzle (of the order of 150 mm to fix idea, instead of the conventional 50 mm for a nozzle ). In addition, the metallurgical height in a pocket is significantly higher than that in a tundish. Again the ratio is 1 to 3, even beyond. In short, it all contributes to the fact that the flow of liquid metal and the velocity of the metal stream within such a casting tube are considerably greater than what happens with a nozzle. This implies at least the implementation of magnetic fields much more intense, while for reasons of space, the inductor is necessarily as compact as possible. In addition, the molten steel, when it passes through the pocket tube to feed a distributor, necessarily displays overheating, so a temperature, higher than when it will flow through the nozzle in the mold where it will solidify. In summary, while the nozzle inductor will have to work a long time, continuously, the entire time of the casting in fact, delivering a power, certainly sustained under a current intensity of about fifty amperes pulsating to 50hz, so all in all compatible with existing compact technologies, the pocket tube inductor on the contrary will be solicited over shorter periods (the emptying time of the pocket), but to deliver, in particular conditions of use thermal, much more severe, a much higher power, which the existing compact technologies do not yet know how to answer. The invention will be better understood and other aspects and advantages will appear more clearly in view of the following description given by way of example of embodiment and with reference to the attached drawing plates in which: - Figure 1 shows schematically, seen in cross-section, the inductor remotely surrounding a pocket tube with the interposition of a thermal protection screen, in accordance with the invention; FIG. 2 is a diagram similar to the previous one, but intended to show clearly the propagation of the magnetic field of force through the inductor gap at any given instant of the operation of the inductor; FIG. 3 is a block diagram showing the articulation of the two half-shells constituting the inductor; - Figure 4 shows, in partial section, the internal structure of an electrical phase winding of the inductor, according to the radial longitudinal sectional plane A-A of Figure 1; FIG. 5 shows the evolution of the intensity B of the magnetic field in the center of the air gap as a function of the change in the intensity I of the excitation current of the inductor; In the figures, the same elements are designated by identical references.

On rappelle tout d'abord qu'un inducteur annulaire à une paire de pôles par phase, tel que retenu pour la mise en oeuvre de l'invention, permet de créer un champ magnétique perpendiculaire à l'axe de coulée traversant quasiment uniformément le métal liquide de part en part (champ dit traversant), ce champ étant mobile en rotation autour de cet axe lorsque les enroulements de l'inducteur sont correctement connectés aux phases de l'alimentation électrique associée. L'entrefer de l'inducteur présente une section de forme circulaire afin d'épouser au mieux la forme externe du tube de poche et maximiser ainsi le couplage électromagnétique avec le métal en fusion passant dans le tube. On utilisera avantageusement une alimentation triphasée associée à un inducteur dotés de six pôles saillants bobinés, diamétralement opposés deux à deux de sorte à former trois paires de pôles (une par phase de l'alimentation) régulièrement réparties autour du tube. Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention, pour faciliter sa mise en place autour du tube de poche 4 (fig.1), l'inducteur annulaire 1 se présente sous forme de deux demi-inducteurs 2a et 2b, de part et d'autre d'un plan de séparation S passant par l'axe de coulée 16, et comprenant chacun trois pôles 3. Chaque pôle d'un demi-inducteur s'apparie avec son correspondant situé, sur l'autre demi-inducteur, en symétrie axiale par rapport à l'axe de coulée 16. Lorsque les deux demi-inducteurs sont refermés sur eux-mêmes et verrouillés en position de service, c'est-à-dire une fois jointifs, ils entourent entièrement la ligne de coulée et sont alors pratiquement équivalents tant fonctionnellement que mécaniquement à un inducteur annulaire unique monolithique. Chaque pôle forme une dent polaire 3 en tôle magnétique feuilletée se terminant par une face active 9 tournée vers l'intérieur, l'ensemble de ces six faces actives définissant l'entrefer de l'inducteur. En service, chaque face sera donc disposée en regard et au voisinage immédiat du tube de poche 4. Chaque dent polaire 3 est entourée par enroulement électrique de phase 10 qui laisse saillante au moins la partie 17 de la dent la plus proche de l'entrefer. Il est essentiel que cette partie saillante 17 de la dent présente au niveau de la face active 9 un rétrécissement longitudinal latéral 11 dont la fonction première est d'augmenter la distance séparant les faces polaires entre elles. Ce rétrécissement peut avantageusement être réalisé à partir d'un biseautage des feuilles métalliques magnétiques constitutives de la dent polaire avant leur assemblage. L'angle du biseau est à ajuster en fonction du diamètre de l'entrefer, mais on retiendra que, de préférence, l'aire de la face polaire 9 ne sera pas, en surface projetée, inférieure à la moitié de celle de la section droite pleine de la dent 3. Par ailleurs, on veillera à ce que le biseau de rétrécissement sur le corps de la dent ne débute qu'au deux tiers de la longueur de celle-ci et même au delà si possible afin de maximiser la masse magnétique de l'inducteur.  It will be recalled first of all that an annular inductor with a pair of poles per phase, as retained for the implementation of the invention, makes it possible to create a magnetic field perpendicular to the casting axis traversing the metal almost uniformly. liquid through (said field through), this field being rotatable about this axis when the windings of the inductor are properly connected to the phases of the associated power supply. The air gap of the inductor has a circular section in order to best fit the outer shape of the pocket tube and thus maximize the electromagnetic coupling with the molten metal passing through the tube. Advantageously use a three-phase power supply associated with an inductor with six protruding poles coiled, diametrically opposite two by two so as to form three pairs of poles (one per phase of the supply) regularly distributed around the tube. In a preferred embodiment of the invention, in order to facilitate its placement around the pocket tube 4 (FIG. 1), the annular inductor 1 is in the form of two half-inductors 2a and 2b, on the one hand and else of a separation plane S passing through the casting axis 16, and each comprising three poles 3. Each pole of a half-inductor mates with its corresponding located on the other half-inductor, in axial symmetry with respect to the casting axis 16. When the two half-inductors are closed on themselves and locked in the service position, that is to say once contiguous, they completely surround the casting line and are then substantially equivalent both functionally and mechanically to a single monolithic annular inductor. Each pole forms a polar tooth 3 laminated magnetic sheet ending in an active face 9 facing inwardly, all of these six active faces defining the air gap of the inductor. In use, each face will therefore be arranged opposite and in the immediate vicinity of the pocket tube 4. Each polar tooth 3 is surrounded by an electrical phase winding 10 which leaves at least the portion 17 of the tooth closest to the gap . It is essential that this protruding portion 17 of the tooth has at the active face 9 a lateral longitudinal narrowing 11 whose primary function is to increase the distance between the polar faces therebetween. This narrowing can advantageously be made from a beveling of the magnetic metal sheets constituting the polar tooth before assembly. The angle of the bevel is to be adjusted according to the diameter of the air gap, but it should be remembered that, preferably, the area of the polar face 9 will not, in the projected area, be less than half that of the section 3. In addition, care shall be taken to ensure that the narrowing bevel on the body of the tooth starts at only two-thirds of the length of the tooth and even beyond it if possible in order to maximize mass. Magnetic inductor.

On notera que c'est grâce à cette forme rétrécie en pointe tronquée des dents polaires 3 à leur extrémité libre qu'il est possible de conserver un caractère "traversant" au champ magnétique en dépit de la compacité de l'inducteur. La distance de séparation ainsi doublée entre faces actives 9 contiguës contrecarre en effet un phénomène parasite de pontage des lignes de champ entre elles, sinon. On peut voir sur la figure 2 que, à tout moment, les lignes de forces du champ magnétique dans l'entrefer relient pour l'essentiel deux pôles diamétralement opposés dont l'intensité du courant de phase est maximale et que seule une partie résiduelle boucle entre pôles voisins.  It will be noted that it is thanks to this narrowed truncated tip shape of the pole teeth 3 at their free end that it is possible to retain a "through" character in the magnetic field despite the compactness of the inductor. The separation distance thus doubled between contiguous active faces 9 counteracts indeed a parasitic phenomenon bridging the field lines between them, otherwise. It can be seen in FIG. 2 that, at any moment, the magnetic field force lines in the air gap essentially connect two diametrically opposed poles whose intensity of the phase current is maximum and that only a residual portion of the loop between neighboring poles.

La hauteur opérationnelle des pôles est comprise entre 50 (valeur minimale) et 500 mm, fonction de la place disponible entre le répartiteur et le fond de poche. Leur diamètre interne (diamètre de l'entrefer) est voisin du diamètre externe du tube de poche à quelques mm près de jeu fonctionnel, de manière à assurer le meilleur couplage électromagnétique possible entre le stator que forme l'inducteur et le rotor que constitue la colonne de métal liquide au sein du tube de coulée 4. Pour fixer les idées, ce diamètre peut être de l'ordre de 25 à 35 cm. Les dents polaires sont reliées entre elles à leur autre extrémité par une culasse périphérique extérieure de fermeture du flux magnétique 12 (12a et 12b lorsque l'inducteur est en deux parties). Les pôles 3 et la culasse 12 sont feuilletés en tôles Fe-Si à grains orientés d'épaisseur initiale 0,3 mm de manière à minimiser les pertes d'hystérésis. La figure 3 montre que les deux demi-inducteurs 2a et 2b sont placés dans deux berceauxcoquilles semi-tubulaires 5a et 5b portées par des bras articulés 6 autour d'un axe pivot 7, de sorte à permettre un mouvement d'écartement de part et d'autre du plan de séparation S. Les bras sont animés par des vérins hydrauliques 8 qui assurent leur fermeture-ouverture et permettent d'exercer une force de contact suffisante (supérieure à 200 kgf) entre les culasses 12a et 12b des deux demi-inducteurs une fois l'inducteur fermé. Un contact étroit entre culasses est en effet souhaitable au bouclage correct des lignes de champ magnétique entre les deux demi-inducteurs, donc à une performance magnétique élevée de l'inducteur. De plus, une force de serrage élevée est favorable pour empêcher les vibrations qui seraient sinon inévitablement générées par les forces électro-magnétiques oscillantes mises en jeu. Les enroulements électriques 10 sont constitués de spires en fils de cuivre 13 supportant des densités de courant supérieures à 10 A/mm2 et bobinées en nappes monocouches longitudinales s'étendant tout du long du bobinage (bobinage dit "en longues couches"). L'enroulement de chaque pôle est relié à l'alimentation triphasée (non représentée) de sorte qu'une paire de pôles (deux pôles diamétralement opposés) connectée à une même phase est dotée d'enroulements bobinés en sens opposés afin que le courant de phase y circule dans des sens inversés de manière qu'à chaque instant leurs faces actives 9 soit de polarité contraire. Les bobinages 10 sont alimentés en courants triphasés à moyenne fréquence pouvant aller de 50 à 600 Hz environ. Le fait d'opter pour des fréquences élevées dans cette gamme permet, à intensité constante des courants, d'augmenter le couple de force électromagnétique sur la colonne de métal dans le tube 4. Mais, ce choix impose en contrepartie l'utilisation d'un convertisseur de fréquences, contrairement au fonctionnement à la fréquence du réseau (50 ou 60 Hz). Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, bien visible sur la figure 4, les enroulements électriques 10 de l'inducteur incorporent des extracteurs de chaleur. Ainsi, un (ou plusieurs) tube de refroidissement 14 est inséré entre les "longues couches" 20 du bobinage électrique, à mi-épaisseur environ. Ce tube étroit, de section allongée pour couvrir toute la hauteur du bobinage qui le reçoit, est de préférence en cuivre ou autre métal bon conducteur de la chaleur. Il est enroulé donc selon au moins une nappe et est parcouru par un liquide de refroidissement grâce à des embouts d'entrée-sortie 18 et 19 qui dépassent latéralement du bobinage pour permettre sa connexion à un circuit de refroidissement à eau, non représenté ici. Dans l'exemple de réalisation montré sur la figure, l'épaisseur du tube 14 équivaut à peu près, comme on le voit, à celle additionnée de deux longues couches. En outre, on a prévu dans cet exemple, non pas un seul tube de refroidissement, mais trois, 14, 14', 14", régulièrement répartis sur l'épaisseur du bobinage, pour une meilleure efficacité du refroidissement. Une telle configuration permet assurément d'extraire suffisamment de chaleur en service pour éviter une détérioration de l'inducteur. On souligne que cet inducteur est capable de générer dans son entrefer un champ électromagnétique de forte intensité (plusieurs milliers de gauss) pour des valeurs faibles des courants inducteurs (quelques dizaines d'ampères). Grâce au biseautage longitudinal 11 des bords des faces actives 9, ce champ est par ailleurs quasiment uniformément transverse dans l'entrefer, permettant dès lors de générer dans le métal liquide un champ de forces uniformément décroissant de la paroi vers le centre du tube de poche 4, donc développant un couple qui n'est pas uniquement concentré à la périphérie de la veine de métal en écoulement. Ainsi, le métal liquide dans le tube est mis en rotation axiale avec une vitesse significative même dans la partie centrale du tube, ce qui permet d'éviter une trop forte dépression dans la partie centrale du tube où le métal aurait tendance à "fuir" et à subir une forte accélération verticale descendante, annulant ainsi une partie de l'effet bénéfique de la mise en rotation. On souligne également, qu'en alimentant l'inducteur par un circuit résonant, l'intensité des courants d'excitation peut être fortement augmentée. Comme on peut le voir sur la figure 5, la technique proposée permet, dans une large gamme d'intensité des courants inducteurs, d'augmenter très fortement l'intensité du champ électromagnétique dans l'entrefer, en augmentant l'intensité des courants inducteurs à des valeurs bien au-delà de l'intensité seuil correspondante à la saturation magnétique de la culasse 12 de l'inducteur. En dehors de sa fonction de maintien mécanique de l'ensemble, le rôle premier de cette culasse 12 est de canaliser les lignes de champ magnétique et d'augmenter, dans l'entrefer du moteur, l'intensité de ce champ magnétique jusqu'à atteindre sa valeur de saturation dans celle-ci (représentée sur la courbe par le point SM sur la figure). Au-delà de cette valeur seuil, c'est le champ magnétique généré par les inducteurs, directement dans l'air qui contribue à l'augmentation de l'intensité du champ dans l'entrefer du moteur. En fonctionnement, l'inducteur 1 est très proche (entre 2 et 5 mm) du tube de poche 4 dont la température extérieure est de l'ordre de 1100 1200 C. Conformément à une autre disposition essentielle de l'invention, une protection thermique de l'inducteur, vis à vis du rayonnement thermique puissant émis par le tube de poche 4 (selon la puissance quatrième de la température absolue) est assurée. Cette protection est réalisée par un écran thermique annulaire 15 interposé entre les deux et se développant de préférence selon toute la hauteur de l'inducteur, dont il constitue d'ailleurs un élément structurel. Cet écran de fine épaisseur, en métal amagnétique de préférence pour être perméable au champ magnétique incident (en cuivre, aluminium ou alliages de Cu ou d'Al), est creux pour permettre une circulation intérieure de liquide de refroidissement. A cet effet, il comporte à ses extrémités haute et basse des embouts d'entrée-sortie (non représentés) permettant sa connexion à un circuit de refroidissement, qui, pour des raisons pratiques, sera avantageusement le même que celui assurant le refroidissement des extracteurs de chaleur 14 au sein des enroulements électriques 10. De préférence, cet écran présente une structure en quartiers d'orange (bien connue) qui permet de présenter des discontinuités électriques locales distribuées selon tout son pourtour. De la sorte, la tendance à la formation de courants de Foucault sur l'écran métallique 15 sous l'effet du champ magnétique mobile incident (donc variable localement) est contrecarrée. Bien entendu, cet écran thermique 15, qui fait corps par construction avec l'inducteur, sera comme lui conçu en deux parties semi-annulaires symétriques 15a et 15 b aboutées l'une à l'autre quand l'inducteur est en position fermée.  The operational height of the poles is between 50 (minimum value) and 500 mm, depending on the space available between the tundish and the bottom of the pocket. Their internal diameter (diameter of the air gap) is close to the external diameter of the pocket tube to within a few mm of functional clearance, so as to ensure the best possible electromagnetic coupling between the stator that forms the inductor and the rotor that constitutes the column of liquid metal within the casting tube 4. To fix the ideas, this diameter can be of the order of 25 to 35 cm. The pole teeth are interconnected at their other end by an outer circumferential yoke closing the magnetic flux 12 (12a and 12b when the inductor is in two parts). The poles 3 and the yoke 12 are laminated in grain-oriented Fe-Si plates with an initial thickness of 0.3 mm so as to minimize the hysteresis losses. FIG. 3 shows that the two half-inductors 2a and 2b are placed in two semi-tubular cradles 5a and 5b carried by articulated arms 6 about a pivot axis 7, so as to allow a separation movement on the part and the arms are animated by hydraulic cylinders 8 which ensure their closing-opening and allow to exert a sufficient contact force (greater than 200 kgf) between the yokes 12a and 12b of the two half inductors once the inductor closed. Close contact between yokes is indeed desirable to the correct looping of the magnetic field lines between the two half-inductors, therefore to a high magnetic performance of the inductor. In addition, a high clamping force is favorable to prevent vibrations that would otherwise inevitably be generated by the oscillating electro-magnetic forces involved. The electric windings 10 consist of turns of copper wires 13 supporting current densities greater than 10 A / mm 2 and wound in longitudinal single-layer webs extending throughout the winding (winding said "in long layers"). The winding of each pole is connected to the three-phase power supply (not shown) so that a pair of poles (two diametrically opposite poles) connected to the same phase is provided with windings wound in opposite directions so that the current of phase there flows in opposite directions so that at each moment their active faces 9 is of opposite polarity. The coils 10 are supplied with three-phase currents at medium frequency ranging from about 50 to 600 Hz. The fact of opting for high frequencies in this range makes it possible, at constant intensity of the currents, to increase the electromagnetic force torque on the metal column in the tube 4. However, this choice imposes in return the use of a frequency converter, unlike the operation at the mains frequency (50 or 60 Hz). According to an essential characteristic of the invention, clearly visible in FIG. 4, the electric windings of the inductor incorporate heat extractors. Thus, one (or more) cooling tube 14 is inserted between the "long layers" 20 of the electrical winding, about mid-thickness. This narrow tube, of elongated section to cover the entire height of the coil which receives it, is preferably copper or other metal good conductor of heat. It is therefore wound in at least one layer and is traversed by a cooling liquid through the inlet-outlet tips 18 and 19 which protrude laterally from the winding to allow its connection to a water cooling circuit, not shown here. In the exemplary embodiment shown in the figure, the thickness of the tube 14 is roughly equivalent, as we see, to that added with two long layers. In addition, in this example, not only one cooling tube, but three, 14, 14 ', 14 ", regularly distributed over the thickness of the coil, for a better cooling efficiency, is provided. The inductor is able to generate a high intensity electromagnetic field (several thousand gauss) in its air gap for low values of the inductive currents (a few tens of amperes.) By virtue of the longitudinal bevelling 11 of the edges of the active faces 9, this field is moreover almost uniformly transverse in the gap, thus making it possible to generate a uniformly decreasing field of forces from the wall to the liquid metal. the center of the pocket tube 4, thus developing a torque that is not only concentrated at the periphery of the flowable metal vein Thus, the liquid metal in the tube is rotated axially with a significant speed even in the central part of the tube, which makes it possible to avoid excessive depression in the central part of the tube where the metal would tend to "leak "and to undergo a strong downward vertical acceleration, thus canceling some of the beneficial effect of spinning. It is also emphasized that by supplying the inductor with a resonant circuit, the intensity of the excitation currents can be greatly increased. As can be seen in FIG. 5, the proposed technique makes it possible, in a wide range of intensity of the inductor currents, to very greatly increase the intensity of the electromagnetic field in the gap, by increasing the intensity of the inductive currents. at values well beyond the threshold intensity corresponding to the magnetic saturation of the yoke 12 of the inductor. Apart from its function of mechanical maintenance of the assembly, the primary role of this cylinder head 12 is to channel the magnetic field lines and increase, in the air gap of the motor, the intensity of this magnetic field up to to reach its saturation value in it (represented on the curve by the point SM in the figure). Beyond this threshold value, it is the magnetic field generated by the inductors, directly in the air, which contributes to the increase of the intensity of the field in the air gap of the motor. In operation, the inductor 1 is very close (between 2 and 5 mm) of the pocket tube 4 whose external temperature is of the order of 1100 1200 C. According to another essential provision of the invention, a thermal protection of the inductor, with respect to the strong thermal radiation emitted by the pocket tube 4 (according to the fourth power of the absolute temperature) is ensured. This protection is achieved by an annular heat shield 15 interposed between the two and preferably developing over the entire height of the inductor, which it also constitutes a structural element. This thin screen, non-magnetic metal preferably to be permeable to the incident magnetic field (copper, aluminum or Cu or Al alloys), is hollow to allow internal circulation of coolant. For this purpose, it has at its upper and lower ends input-output tips (not shown) for its connection to a cooling circuit, which, for practical reasons, will be advantageously the same as that ensuring the cooling of the extractors This screen preferably has an orange slice structure (well known) which makes it possible to present local electrical discontinuities distributed around its entire periphery. In this way, the tendency to form eddy currents on the metal screen 15 under the effect of the incident mobile magnetic field (thus locally variable) is counteracted. Of course, this heat shield 15, which is body by construction with the inductor, like him will be designed in two symmetrical semi-annular parts 15a and 15b abutted to each other when the inductor is in the closed position.

A ce propos, le dispositif de manipulation de l'inducteur (fig. 3) peut être monté sur le répartiteur, sans difficultés particulières. Lorsqu'une poche de coulée vient se placer au-dessus du répartiteur pour y être vidée, les bras articulés 6 vont refermer l'inducteur autour du tube de coulée 4. A l'instar de la connexion électrique de l'inducteur, le circuit de refroidissement de l'écran thermique 15 et des extracteurs in situ 14 peut rester branché en permanence. En tous cas, il doit l'être déjà un peu avant l'ouverture de l'orifice de vidange du fond de la poche, alors que simultanément avec cet événement, l'inducteur 1 est mis sous tension afin que le champ magnétique tournant qu'il génère soit appliqué immédiatement à la veine de métal en fusion qui va parcourir le tube de coulée 4 à plus de 4m/sec.  In this respect, the inductor handling device (Fig. 3) can be mounted on the distributor without any particular difficulties. When a ladle is placed above the distributor to be emptied, the articulated arms 6 will close the inductor around the pouring tube 4. Like the electrical connection of the inductor, the circuit The cooling of the heat shield 15 and the in-situ extractors 14 can remain permanently connected. In any case, it must be already a little before the opening of the drain hole of the bottom of the pocket, while simultaneously with this event, the inductor 1 is energized so that the rotating magnetic field that it generates is applied immediately to the vein of molten metal which will go through the pouring tube 4 at more than 4m / sec.

Selon une autre variante de mise en oeuvre de l'invention, l'inducteur annulaire (en une ou deux parties) peut être monté directement et à demeure sur le stand de réception de la poche de coulée. Le positionnement de celle-ci au-dessus du répartiteur autorisera alors la connexion del'inducteur à son alimentation électrique ainsi que son raccordement au circuit d'eau de refroidissement. Cette variante oblige certes à devoir s'équiper de plus d'inducteurs, mais limite leur manipulation. Pour terminer l'exposé, on va chiffrer certaines données propres à la mise en oeuvre de l'invention. Classiquement, une poche d'aciérie délivre le métal en fusion quelle contient avec un débit pouvant aller de 5 à 9t/mn selon la capacité des installations. Ce métal s'écoule dans un tube de poche protecteur qui fait environ 120 à 150 mm de diamètre intérieur. Selon la hauteur de garde entre le fond de poche et le répartiteur, on peut loger autour du tube de poche un inducteur dont la partie active fait entre 200 et 500 mm environ de longueur. Dans ces conditions, et si l'on suppose pour simplifier que toute la section de passage intérieure du tube est utilisée par le jet de métal, le temps de séjour de ce dernier dans l'entrefer de l'inducteur est de l'ordre de 0.3 sec, ce en tous cas dans le cas de l'acier (densité de 7,8). Pour parvenir à mettre en rotation le jet d'acier dans une durée d'action électromagnétique aussi courte, l'inducteur délivrera une puissance autour de 40 kW (soit 13 kW par phase de l'alimentation) pour produire un champ magnétique de l'ordre de 0,3-0,5 Tesla, soit un champ dix fois plus intense que dans le cas d'un brasseur électromagnétique en lingotière, alors que la taille permise pour ce dernier est significativement plus grande que celle autorisée pour l'inducteur de l'invention pour cause d'encombrement. En résumé, la mise en oeuvre de l'équipement selon l'invention confère un mouvement de rotation axiale à la veine de métal en fusion passant de la poche au répartiteur au travers du tube de poche, avec pour effet une coulée en répartiteur dans des conditions favorables à l'obtention d'une qualité métallurgique satisfaisante du métal solide après coulée tout en réduisant, voire en supprimant, certains consommables rapportés (les pièces réfractaires spéciales placées dans le fond sous le jet) qui grèvent le coût de fonctionnement des coulées.  According to another alternative embodiment of the invention, the annular inductor (in one or two parts) can be mounted directly and permanently on the receiving stand of the ladle. The positioning of the latter above the splitter will then allow the connection of the inductor to its power supply and its connection to the cooling water circuit. This variant certainly requires to be equipped with more inductors, but limits their handling. To finish the presentation, we will encrypt some data specific to the implementation of the invention. Conventionally, a steel plant pocket delivers the molten metal which contains a flow rate ranging from 5 to 9t / min depending on the capacity of the facilities. This metal flows into a protective pocket tube that is about 120 to 150 mm inside diameter. Depending on the guard height between the bottom pocket and the distributor, it is possible to house an inductor around the pocket tube, the active portion of which is between about 200 and 500 mm in length. Under these conditions, and if we assume for simplicity that all the inner passage section of the tube is used by the metal jet, the residence time of the latter in the air gap of the inductor is of the order of 0.3 sec, this in all cases in the case of steel (density of 7.8). To achieve rotating the steel jet in such a short electromagnetic action time, the inductor will deliver a power around 40 kW (13 kW per phase of the power supply) to produce a magnetic field of the order of 0.3-0.5 Tesla, a field ten times more intense than in the case of an electromagnetic stirrer in the mold, while the size allowed for the latter is significantly greater than that allowed for the inductor of the mold. the invention because of congestion. In summary, the implementation of the equipment according to the invention imparts an axial rotational movement to the molten metal vein passing from the ladle to the distributor through the pocket tube, with the effect of a splitter casting in favorable conditions for obtaining a satisfactory metallurgical quality of the solid metal after casting while reducing or even eliminating some consumables reported (the special refractory pieces placed in the bottom under the jet) which increase the cost of running the castings.

Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter à l'exemple de réalisation décrit mais qu'elle s'étend à de multiples variantes et équivalents dans la mesure où est respectée sa définition donnée par les revendications jointes. En particulier, pour ce qui concerne le refroidissement interne de l'inducteur, s'il est certes préférable, notamment pour une meilleure tenue mécanique de l'ensemble, de bobiner les enroulements en longues couches avec insertion aux endroits choisis dans l'épaisseur de tubes métalliques fins aplatis 14, il est envisageable néanmoins de prévoir en variante des bobinages en galettes cette fois qui s'empilent le long et autour de la dent polaire avec interposition entre certaines d'entre elles de disques métalliques creux refroidis par circulation interne.5  It goes without saying that the invention can not be limited to the embodiment described but that it extends to multiple variants and equivalents to the extent that is respected its definition given by the appended claims. In particular, with regard to the internal cooling of the inductor, it is certainly preferable, especially for better mechanical strength of the assembly, to wind the windings in long layers with insertion at selected locations in the thickness of 14 flattened thin metal tubes, it is possible nevertheless to provide alternatively pancake coils this time which stack along and around the polar tooth with interposition between some of them hollow metal discs cooled by internal circulation.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1- Equipement pour la coulée de métal en fusion dans un répartiteur de coulée continue depuis une poche placée au dessus et pourvue d'un tube de coulée (4) fixé sur le fond autour de l'ouverture et destiné à déboucher sous le niveau de métal en fusion dans le répartiteur, équipementcaractérisé en ce qu'il comprend: - un circuit de refroidissement contenant un liquide de refroidissement en circulation; -une alimentation électrique polyphasée; - montable autour dudit tube de poche, un inducteur électromagnétique annulaire (1) à champ magnétique tournant, de type polyphasé pourvu d'une paire de pôles par phase de ladite alimentation électrique à laquelle il est connecté, et dont chaque pôle est formé par un enroulement électrique (10) bobiné autour d'une dent polaire (3) saillante vers l'intérieur en présentant un rétrécissement latéral (11) au niveau de sa face active terminale (9), les dents polaires étant reliées entre elles à leur autre extrémité par une culasse magnétique périphérique extérieure (12) de fermeture du flux magnétique et dont chaque enroulement électrique (10) incorpore un extracteur de chaleur (14); - et, interposé entre le tube de coulée et l'inducteur, un écran annulaire creux (15) de protection thermique de l'inducteur et refroidi par une circulation interne de liquide de refroidissement en étant relié audit circuit de refroidissement.  1- Equipment for casting molten metal in a continuous casting distributor from a pocket placed above and provided with a pouring tube (4) fixed on the bottom around the opening and intended to open under the level of molten metal in the distributor, equipment characterized in that it comprises: - a cooling circuit containing a circulating cooling liquid; a polyphase power supply; - Mountable around said pocket tube, an annular electromagnetic inductor (1) rotating magnetic field, polyphase type provided with a pair of poles per phase of said power supply to which it is connected, and each pole is formed by a electric winding (10) wound around a polar tooth (3) protruding inwardly with a lateral narrowing (11) at its active end face (9), the pole teeth being interconnected at their other end by an outer magnetic peripheral yoke (12) for closing the magnetic flux and having each electrical winding (10) incorporating a heat extractor (14); - And, interposed between the casting tube and the inductor, a hollow annular screen (15) for thermal protection of the inductor and cooled by an internal circulation of coolant being connected to said cooling circuit. 2- Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que, ledit enroulement électrique (10) étant bobiné en nappes (20), ledit extracteur de chaleur est constitué par au moins un tube aplati annulaire (14) relié audit circuit de refroidissement afin d'être refroidi par une circulation interne d'un liquide de refroidissement.  2- Equipment according to claim 1 characterized in that, said electrical winding (10) being wound in layers (20), said heat extractor is constituted by at least one annular flattened tube (14) connected to said cooling circuit in order to be cooled by an internal circulation of a coolant. 3- Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit circuit de refroidissement est un circuit à eau.  3- Equipment according to claim 1 characterized in that said cooling circuit is a water circuit. 4- Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit écran de protection thermique (15) est en métal amagnétique. 35 40  4- Equipment according to claim 1 characterized in that said thermal protection screen (15) is non-magnetic metal. 35 40 5- Equipement selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que ledit écran thermique (15) est de structure segmentée pour présenter des discontinuités électriques selon son pourtour.  5- Equipment according to claim 1 or 4, characterized in that said heat shield (15) is of segmented structure to present electrical discontinuities along its periphery. 6- Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube aplati annulaire (14) est située à mi-épaisseur de l'enroulement électrique (10). 10  6. Equipment according to claim 2, characterized in that the annular flattened tube (14) is located mid-thickness of the electric winding (10). 10 7- Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit inducteur (1) présente un entrefer ayant un diamètre de 25 à 30 cm environ.  7- Equipment according to claim 1, characterized in that said inductor (1) has an air gap having a diameter of 25 to 30 cm. 8- Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit inducteur (1) est 15 formé en deux parties (2a, 2b) portées par une structure à deux demi-coquilles (5a, 5b) articulées pivotantes.  8. Equipment according to claim 1, characterized in that said inductor (1) is formed in two parts (2a, 2b) carried by a structure with two half-shells (5a, 5b) articulated pivoting. 9- Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite alimentation 20 électrique polyphasée comprend un circuit électrique résonnant sur lequel ledit inducteur est monté en série avec une capacité réglable.  Equipment according to claim 1, characterized in that said polyphase power supply comprises a resonant electrical circuit on which said inductor is connected in series with an adjustable capacitance. 10- Méthode de coulée continue du métal en fusion, notamment de l'acier, depuis 25 une poche de coulée équipée d'un tube de poche en son fond vers un répartiteur situé sous ladite poche au travers dudit tube, méthode caractérisée en ce que, lors du passage du métal en fusion dans ledit tube, on met en oeuvre un champ magnétique traversant, dirigé perpendiculairement à l'axe de dudit tube et généré par un inducteur électromagnétique annulaire polyphasé refroidi intérieurement et entourant 30 le tube de poche à distance avec interposition d'un écran de protection thermique refroidi, et en ce qu'on met en rotation ledit champ magnétique autour de l'axe de coulée de sorte à entraîner avec lui le métal en fusion en un mouvement de rotation au sein dudit tube de coulée. 35  10-Method of continuous casting of molten metal, especially steel, from a ladle equipped with a pocket tube at its bottom to a distributor located under said pocket through said tube, characterized in that during the passage of the molten metal in said tube, a traversing magnetic field, directed perpendicular to the axis of said tube and generated by a polyphase annular electromagnetic inductor cooled internally and surrounding the pocket tube at a distance with interposition of a cooled thermal shield, and in that said magnetic field is rotated around the casting axis so as to carry with it the molten metal in a rotational movement within said casting tube . 35
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