LU86687A1 - Dispositif pour la coulee d'un metal en phase pateuse - Google Patents

Description

.·%.· ‘V ·._ .y' y 'Λ' tï ί ff Ο hr GRAND DUCHÉ DH LUXEMBOURG BL-3973 λ Bievet N" v D D (J / j- - Monsieur le Ministre du 26.11,1986 de l'Économie et des'Classes Moyennes —n· ,, LL? 3 Service de la Propriété Intellectuelle

- Tare délivré........................ | |g|J LUXEMBOURG

SC. c Zz

Demande de Brevet d’invention ' ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( 1) I. Requête CENTRE DE RECHERCHESMETALLüRGIQüES-CENTRUM VOOR RESEARCH IN pR METALLURGIE, Associations ans but"Tueratîf-Vë r erilging zforülèr ’ winstoogmerk, 47 rue Montoyer,.B- 1040 Bruxelles, représentée par E.T. Freylinger -&~E. Meyers, Ing. Cons. en propr.—Mnâ-i1— 46 rue du Cimetière #—Luxembourg — .. — --------( 3) agissant en -quali-të_de-mandataires.......................................................—.......

déposent) ce .vingt-^Tx_jiovenibxe.jnil. neuf, cent......quatre, .vingt... six ( 4) à 15 heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:

Disposi ti f pour.....la -coulée ~ d-un -mêtal-en-ptiase-pâteuse-.--( 5) 2.1a description en langue ® ________________________________de l’invention en trois exemplaires; 3.......................une..............................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le . 2 6_.XtOVëinbre_. 1986; 5. la délégation de pouvoir, datée de..........Li§ge_______________._____________________ le.......24 novembre _19_86; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont): ( 6)

Mr.......Marios......ECONQMORQULOS., ...quai.....Marcellis,,,-...6../.lli,„Br4.02i)__Liège......

Mr........Stephan.....WILMQTTE,.....rue......de la Loignérie, 54, B-4930________________

Ninane-Chaudfontaine _____________ revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) ................................................................................................................................................................déposée(s) en (8)_____________________________________________________________________ le (9).................................................................................................................................................................._....................................................................................

sous le N° (10)............................-......................................................................................................................................................................................

au nom de (11) ...............................................................................................................................................................— élitfélisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ____ 46 rue du Cime ti ère , -.Luxembourg-----------------------(12) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à________diXxhui t ................................................_........_____—mois. (13)

Le oépo^ant-v mandataire: A.__________________ ___-— :—;>...----------------------------------------------------------------------------------------------- (14) ✓ \ Π. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d'invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété IntelleptwörirLjgembourg, en date du: 26 novembre 1986 / %T ’ \ i ,,oo {$ /¾¾ \ Pr. le Ministre de l’Économiejet des Qasses Moyennes, à.........................heures / g ·’ f*t | p.di

Ui £ j Le chef du service de la njppriété intellectuelle, A 68007_ \^/« /_ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULEETtf ΓΊ PTTO / f (1) s’il y a lieu "Pemande de certificat d'addition au brevet principal, à la demande de bievet principal No..........- (2) inscrire les nom, prénom, profession.

adressé du demandeur, lonoue celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme turidiaue. adresse du sïèee social, kwauele demandeur estime personne moiale-(3)msaire BL-3973 Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention pour:

Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse.

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Vereniging zonder winstoogmerk 47 rue de Montoyers B - 1040 Bruxelles ] . -Λ 'i C 2378/8611.

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).

Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse.

La présente invention concerne un dispositif pour la coulée d'un métal, en particulier de l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.

On connaît l'intérêt du procédé de coulée en phase pâteuse, c'est-à-dire à une température comprise dans l'intervalle de solidification du métal considéré, pour la coulée continue de métaux tels que l'acier. Ce procédé permet en effet d'obtenir des structures fines et homogènes qui réduisent les ségrégations dans les produits coulés.

4 - 2 -

On connaît par le brevet LU-A-86.395, un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, constitué d'un conduit tubulaire équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale. En service, ce conduit tubulaire est disposé entre d'une part une busette équipant une poche ou un panier de coulée et d'autre part une lingotière de coulée continue, de telle façon que ladite busette débouche dans l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire et que l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire surplombe ladite lingotière.

Ce dispositif permet d'assurer le refroidissement désiré de l'acier à partir de la température, comportant „habituellement une surchauffe de 20°C à 40°C, qu'il présente dans la poche ou le panier de coulée et de créer ainsi les conditions conduisant à l'apparition d'une phase pâteuse dans l'acier avant son entrée dans la lingotière.

Le conduit en question est généralement réalisé en acier, pour des raisons économiques et il doit être remplacé après chaque coulée; ces remplacements fréquents entraînent des pertes de temps qui nuisent à la productivité de l'installation de coulée continue.

L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif perfectionné qui ne présente pas l'inconvénient précité.

Le dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue, qui fait l'objet de la présente invention, comprenant un conduit tubulaire rectiligne équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale, est essentiellement caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire peut tourner autour de son axe longitudinal.

Selon une réalisation intéressante du dispositif de l'invention, l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire est fermée par une plaque dans laquelle est ménagée une ouverture centrale destinée à livrer passage à ladite busette et l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire débouche dans une chambre faisant communiquer l'espace intérieur » Μ ** - 3 - dudit conduit tubulaire avec la lingotière.

Avantageusement, ladite chambre est pourvue d'au moins un appareil d'injection de gaz.

Selon l'invention, ledit conduit tubulaire est avantageusement réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, en particulier en cuivre, afin de pouvoir atteindre aisément un flux thermique élevé pour le refroidissement du métal en fusion.

Egalement suivant l'invention, l'angle a d'inclinaison de l'axe longitudinal dudit conduit tubulaire est compris entre 2° et 30°.Ces deux valeurs délimitent une gamme d'angles d'inclinaison pour lesquels le métal en fusion s'écoule naturellement dans le conduit tubulaire avec une vitesse suffisante pour éviter son figeage tout en subissant un refroidissement donnant naissance à une phase pâteuse. Le dispositif de l'invention comporte d'ailleurs des moyens de réglage permettant de faire varier cet angle d'inclinaison.

La vitesse de rotation du conduit tubulaire autour de l'axe longitudinal peut évidemment varier en fonction de divers facteurs tels que la composition ou la température initiale du métal à couler. Dans le cadre de la coulée de l'acier, cette vitesse de rotation est de préférence comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.

L'objet de la présente invention pourra être mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et qui se réfère à la figure unique annexée. Cette figure représente, en coupe axiale verticale, une variante préférée de réalisation du dispositif de l'invention.

Dans cette figure 1, le dispositif de l'invention, désigné globalement par le repère numérique 1, est disposé entre une busette 2 équipant une poche ou un panier de coulée non représenté, et une lingotière de coulée continue 3.

- 4 - ‘ s m

Le dispositif 1 comprend essentiellement un conduit tubulaire 4, de section circulaire, pouvant tourner autour de son axe longitudinal 5. Les moyens 6 de mise en rotation de ce conduit tubulaire sont connus en soi et ils ne sont dès lors pas représentés ni décrits en détail ici. Le conduit tubulaire 4, en cuivre, est pourvu d'un circuit de re-froidissment par eau identifié par les flèches d'entrée 7 et de sortie 8 de l'eau de refroidissement. L'extrémité d'entrée du conduit tubulaire 4 est fermée par un disque 9 dans lequel est ménagée une ouverture centrale livrant passage à la busette 2. L'extrémité de sortie du conduit tubulaire 4 débouche dans une chambre 10 délimitée par une enceinte 11, laquelle chambre 10 met en communication l'espace intérieur du conduit tubulaire 4 avec la cavité intérieure de la lin-gotière 3. La chambre 10 est raccordée par un appareil 12 connu en soi, à une source, non représentée, d'un gaz protecteur, par exemple d'argon. Le dispositif comporte enfin des moyens de réglage, schématisés par un vérin 13, pour faire varier l'angle a d'inclinaison du conduit tubulaire 4 par rapport à l'horizontale, en fonction notamment de l'importance de la fraction solide désirée.

Cette figure permet de comprendre aisément le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention.

Le dispositif 1 étant positionné par rapport à une lingotière de coulée continue 3, on amène une poche ou un panier de coulée, non représenté, dans une position telle que sa busette 2 soit engagée dans l'ouverture ménagée dans le disque de fermeture 9. Le conduit tubulaire 4 est mis en rotation autour de son axe longitudinal 3. Lorsque le métal liquide surchauffé provenant de la busette 2 s'écoule dans le conduit tubulaire 4, il y forme une veine 14 qui est entraînée en rotation par le mouvement du conduit tubulaire 4. Cet entraînement n'est cependant que partiel et le métal liquide retombe bientôt en arrière sous l'effet de la gravité. Il libère ainsi la portion du conduit tubulaire 4 avec laquelle il était en contact et qui peut dès lors se refroidir, tandis qu'elle achève sa révolution. La surface de refroidissement du métal liquide est constamment renouvelée, en raison de la condition essentielle que le conduit tubulaire ne soit pas rempli de J i *

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- 5 - métal liquide. La rotation du conduit tubulaire 4 engendre des vitesses de déformation élevées au sein de la veine de métal 14; de ce fait, et malgré la présence de particules solidifiées qui donnent naissance à la phase pâteuse, le métal 14 conserve une fluidité suffisante pour s'écouler dans la lingotière 3. Un gaz protecteur tel que l'argon, introduit par l'appareil 12 assure la protection du métal liquide, respectivement pâteux, contre l'oxydation dans le conduit tubulaire 4 et dans la chambre 10.

A titre d'exemple, on a coulé avec ce dispositif des blooms d'une section de 220 mm x 220 mm, en acier contenant 0,7 % C, avec un débit de 20 t/h. La surchauffe initiale de l'acier était de 23°C; la température de l'acier dans la busetteétait ainsi de 1505°C. L'acier a été coulé dans un conduit tubulaire d'une longueur de 1 m et d'un diamètre intérieur de 0,2 m, incliné de 7° par rapport à l'horizontale et tournant à une vitesse de 0,5 t/s.

Le conduit tubulaire était refroidi par de l'eau assurant l'évacuation d'un flux de chaleur de 0,54 MW. Dans ces conditions, on a obtenu une fraction solide de 26 % en volume dans l'acier entrant dans la lingotière.

Dans le dispositif de l'invention, le conduit tubulaire incliné présente un diamètre suffisamment élevé pour ne pas être rempli par le métal liquide qui y circule. Le conduit tubulaire présente de préférence une section circulaire, afin d'assurer un entraînement latéral aussi homogène que possible du métal au cours du mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation augmente la surface d'échange thermique entre le conduit tubulaire et le métal liquide; il provoque également une agitation du métal liquide, qui augmente le coefficient d'échange de chaleur à l'intérieur du conduit tubulaire.

Claims (9)

1. Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lin-gotière de coulée continue, comprenant un conduit tubulaire rectiligne, équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale, caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire peut tourner autour de son axe longitudinal.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire est fermée par une plaque dans laquelle est ménagée une ouverture centrale et en ce que l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire débouche dans une chambre, délimitée par une enceinte, faisant communiquer l'espace intérieur dudit conduit tubulaire avec la lingotière.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite chambre est pourvue d'au moins un appareil d'introduction de gaz.

4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, en particulier en cuivre.

5. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'angle a d'inclinaison de l'axe longitudinal dudit conduit tubulaire est compris entre 2° et 30°.

6. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la vitesse de rotation dudit conduit tubulaire est comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.

7. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire présente une section circulaire. 4 Λ »«* - 7 -

8. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de l'angle a d' inclinaison dudit conduit tubulaire.

9. Installation pour la coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, et en ce que ledit dispositif est disposé entre d'une part une poche ou un panier de coulée équipé d'une busette et d'autre part la lingotière de coulée continue, de telle façon que ladite busette débouche dans l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire et que l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire surplombe ladite lingotière de coulée continue.