LU86688A1 - Dispositif de coulee d'un metal en phase pateuse - Google Patents

Dispositif de coulee d'un metal en phase pateuse Download PDF

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Description

I ' - i?^ " Ö ß ß p ö GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG BL~3974
Brevet N" (JO 0 ÖÖ Monsieur le Ministre x du AgsiL de l'Économie et des Qasses Moyennes , . Service de la Propriété Intellectuelle
Titre delivre -..................................... | LUXEMBOURG
£C.Ç.%$ • v» Demande de Brevet d Invention
( .......................................................................................................-...........-----------------------------------------------------------------------( D
I. Requête CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES-CENTRUM VOOR RESEARCH IN DÇ, METALLURGIEAssociation sans bût lucratlf-VërenigTng fonder winstoogmerk, 47 rue Montoyer, B - 1040 Bruxelies 7~ représentée par- E;T .Freylinger & E. Meyers y lng . Cons......en propr. ind.,--------------- 46 -rue -dn -Gimefeiëre / Luxembourg---------------———--------------------------- ( 3) agissant -en -qualité—de -mandataires-------—------------------------------------------------- dépose(n^ge ,uv_ingt-six_novembj^jnil^eoif- rente.quatre...vingt .six. ( 4) à -L5 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:
Dispositif de -coulée d'un métal-en phase -pâteuse^--( 5) 2. la description en langue française ................................... de l’invention en trois exemplaires; 3. deux __________________________planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 2 6.......nQ Veiribxe_i3..8.6; 5. la délégation de pouvoir, datée de ___________________________________ le _____ 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclarefnt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont): ( 6)
Mr ,........Stephan.....WILMQTTE..,.......54.,__ rue......de...,1a......Loignerie, B-4930 JJinane-_____
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)................................................................................................_.................................................................................................
élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg__________________________________________ 46 .„rue .du—Cimetière-,—..Luxembourg ....................- --------------------------— - .................................... (32) 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 .........di.Xr.hui t...................................................... ........................................................mois. (13) i#cfë/)ûfe#pt / mandataire: i....................................................·.................................................................................___ ........................ __ (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 Intellectuelle à Luxembourg, en date du: 26 novembre 1986 nn < = Pr. le Ministre de l'Économie et des Classes Moyennes, a—i--------------------heures fg ';*„Y püd.
; s' Ifc : jS n j| / JS g Le chef du service de ljwfropriété intellectuelle, | (Ê \ ^ B / I / A 68007_/_/ / __ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMLTVLÎRÛPE DgPCpÇ^^" /Λ / (U s'il y a lieu "Demande de certificat d'additîoa av^revantfiqpàt^fideoiande de brevet principal No....................."-(2) inscrire les nom. prénom, profession, v„ adressedudemandeur, Iwsque celui-ci est un paxticufietmtîôcdéSbHnnation sociale, forme juridique adresse du siege socérlorsque le demandeur esnmc personnemorale—(3) inscrire BL-3974 ι * , ^
N
t Mémoire descriptif dépose à l'appui d'une demande de brevet d'invention pour:
Dispositif de coulée d'un métal en phase pâteuse.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VQOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Vereniging zonder winstoogmerk 47, rue de Montoyers B - 1040 Bruxelles % · * C 2377/8611.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -l/ereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).
Dispositif de coulée d'un métal en phase pâteuse.
La présente invention porte sur un dispositif de coulée d'un métal, particulièrement de l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.
On connaît déjà 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 f
V
- 2 - et homogènes qui réduisent les ségrégations dans les produits coulés.
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif particulier permettant de créer les conditions conduisant à l'apparition d'une phase pâteuse dans le métal au cours de son trajet entre la poche ou le panier de coulée d'une part et la lingotière de coulée continue d'autre part. Le dispositif de coulée suivant l'invention peut dès lors être utilisé avec une poche ou un panier de coulée équipé d'une busette classique.
A cet effet, le dispositif de coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue, qui fait l'objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un conduit vertical, disposé en amont de ladite lingotière par rapport au sens de circulation du métal, en ce que ce conduit est extérieurement pourvu de moyens de refroidissement, et en ce qu'un organe répartiteur est disposé sensiblement à l'entrée dudit conduit, ledit organe répartiteur étant destiné· à dévier le métal s'écoulant de la busette vers la surface intérieure dudit conduit vertical.’
Selon une réalisation particulière du dispositif de l'invention, l'extrémité de sortie de ce conduit vertical se raccorde à l'extrémité d'entrée de ladite lingotière.
Selon une autre réalisation du dispositif de l'invention, ledit conduit vertical se prolonge par un élément tubulaire pénétrant dans la lingotière.
Dans ce cas, la section de passage de cet élément tubulaire est au moins double de la section de sortie de la busette équipant la poche ou le panier de coulée. Cette section accrue est destinée à éviter le bouchage par le métal qui, à cet endroit, se trouve en phase pâteuse.
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*
Egalement selon l'invention, ce conduit comprend au moins un tronçon tronconique, convergent dans le sens de circulation du métal, l'angle a d'inclinaison de la paroi dudit tronçon n'étant pas supérieur à 60° par rapport à l'axe longitudinal du conduit et étant de préférence compris entre 3° et 20°.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe répartiteur est constitué par un plateau sensiblement horizontal; l'épaisseur dudit plateau diminue du centre vers les bords; il présente un contour extérieur tel qu'il ménage au moins un passage entre le bord du plateau et la paroi intérieure du conduit.
Toujours selon 1'invention,le dispositif de coulée comporte en outre une coiffe montée sur l'extrémité d’entrée dudit conduit et percée d'une ouverture destinée à livrer passage à la busette de coulée. Cette coiffe délimite une chambre située essentiellement au-dessus dudit organe répartiteur et dans laquelle on peut introduire un gaz protecteur par des moyens appropriés.
En service, le dispositif de l'invention fait partie d'une installation comprenant également une poche ou un panier de coulée équipé d'une busette et d'une lingotière de coulée continue. Il est monté entre d'une part la poche ou le panier de coulée et d'autre part la lingotière, de telle façon que ladite busette débouche dans l'extrémité d'entrée du conduit vertical, au-dessus de l'organe répartiteur, et que l'extrémité de sortie du conduit vertical, respectivement de l'élément tubulaire qui le prolonge, débouche dans ladite lingotière de coulée continue.
L'objet de l'invention sera mieux compris à l'aide de la description qui suit d'une réalisation préférée du dispositif de l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue en élévation d'un dispositif de coulée en coupe transversale suivant la ligne I-Γ de la figure 2; la figure 2 montre une vue en plan, coiffe enlevée, du dispositif de coulée de la figure 1; et la - 4 - figure 3 illustre la variante dans laquelle le conduit vertical se prolonge par un élément tubulaire pénétrant dans la lingotièrè de coulée continue.
La figure 1 montre, en élévation, un dispositif de coulée conforme à l'invention, monté entre une lingotièrè de coulée continue 1 et une poche ou un panier de coulée symbolisé par la busette 2. Un conduit tronconique 3 en cuivre est monté sur la lingotièrè 1; ce conduit est pourvu d'un refroidissement à l'eau schématisé par les flèches 4 et 5. A l'extrémité supérieure de ce conduit 3 est disposé un organe répartiteur sous la forme d'un plateau 6 dont l'épaisseur décroît du centre vers les bords. La forme de ce plateau est adaptée à celle de la section du conduit 3. La figure 2 montre un plateau dont le bord porte quatre saillies assurant le centrage du plateau dans le conduit, tandis que des passages périphériques sont prévus entre les saillies.
Revenant à la figure 1,' le conduit 3 est garni d'une coiffe 7 délimitant une chambre 8 au-dessus du plateau répartiteur 6. Cette coiffe. 7 est dotée d'une ouverture dans laquelle s'engage la busette 2; la coiffe 7 est également pourvue d'un système 9 d'introduction d'un gaz sous pression dans la chambre 8. Un tel système d'introduction de gaz est bien connu en soi et n'est pas décrit en détail ici.
La figure 3 illustre la variante du dispositif de l'invention, dans laquelle le conduit vertical 3 se prolonge par un élément tubulaire 10 pénétrant à l'intérieur de la lingotièrè 1. Le cas échéant, l'extrémité inférieure de cet élément tubulaire 10 peut être immergée dans le métal pâteux qui se trouve dans la lingotièrè. Pour le reste, cette variante correspond entièrement à la représentation de la figure 1.
Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le suivant.
- 5 -
Le conduit 3 est monté sur la lingotière 1, puis le plateau répartiteur 6 et la coiffe 7 sont à leur tour mis en place. La poche ou le panier de coulée, non représenté, est alors amené en position de façon à engager la busette 2 dans l'ouverture ménagée dans la coiffe 7. On ouvre la busette 2 et l'acier liquide surchauffé s'écoule à travers celle-ci sur le plateau répartiteur 6. En raison de l'inclinaison de la surface supérieure du plateau 6, l'acier s'écoule vers la périphérie du plateau 6, puis à travers les passages ménagés entre les saillies de centrage du plateau.
L'acier liquide ruisselle ainsi en une couche mince en s'étalant sur la paroi intérieure du conduit 3. Le refroidissement du conduit assure l'élimination de la surchauffe de l'acier et provoque l'apparition d'une fraction solide qui rend l'acier pâteux à son entrée dans la lingotière 1. L'introduction d'un gaz protecteur sous pression, par exemple de l'argon, dans la chambre 8 provoque une surpression dans cette chambre et empêche toute entrée d'air au contact de l'acier liquide.
A titre d'exemple, on a coulé 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 25°C; la température de l'acier dans la busette était de 1505°C. L'acier a été coulé sur un plateau répartiteur en matériau réfractaire, sous une protection d'argon, puis le long des parois intérieures du conduit 3. Celui-ci était constitué par un conduit tronconique en cuivre, d'une longueur de 350 mm et d'un diamètre de 220 mm à mi-longueur; l'angle d'inclinaison a de la paroi du trcnc de cône était de 5° par rapport à la verticale.
Λ \
Le conduit était refroidi par de l'eau circulant à grande vitesse assurant une densité moyenne de flux de refroidissement de 3 MW/m2. Le flux de chaleur évacué s'élevait à 72 MW et a conduit à une fraction solide de 38 % en volume dans l'acier entrant dans la lingotière.
1 , ' x * - 6 -
Le dispositif de l'invention présente une grande surface d'échange thermique entre le conduit refroidi et l'acier liquide; la vitesse d'écoulement élevée de ce dernier le long de la paroi du conduit, permet d'atteindre une densité de flux de chaleur élevée. Il ne sortirait d'ailleurs pas du cadre de l'invention d'accroître cette densité de flux en imprimant au conduit un mouvement de rotation autour de son axe.
Le dispositif de l'invention est simple, compact et robuste. Il présente une grande sécurité de fonctionnement, notamment en raison d'un très faible risque de bouchage.

Claims (7)

1. Dispositif de coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lingo-tière de coulée continue, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit vertical disposé en amont de 1 ladite lingotière par rapport au sens de circulation dudit métal, en ce que le conduit est extérieurement pourvu de moyens de refroidissement, et en ce qu'un organe répartiteur est disposé sensiblement à l'entrée dudit conduit, ledit organe étant destiné à dévier le métal s'écoulant de la busette vers la surface intérieure dudit conduit vertical.
2. Dispositif de coulée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie dudit conduit vertical se raccorde à l'extrémité d'entrée de la lingotière.
3. Dispositif de coulée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit vertical se prolonge par un élément tubulaire pénétrant dans la lingotière.
4. Dispositif de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit conduit comprend au moins un tronçon tronconique convergent dans le sens de circulation du métal, l'angle a d'inclinaison de la paroi dudit tronçon n'étant pas supérieur à 45° par rapport à l'axe longitudinal du conduit, et étant de préférence compris entre 3° et 20°.
5. Dispositif de coulée suivant l'une oui'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe répartiteur est constitué par un plateau sensiblement horizontal, ledit plateau présentant une épaisseur diminuant du centre vers les bords et un contour tel qu'il ménage au moins un passage entre le bord du plateau et la paroi intérieure du conduit.
6. Dispositif de coulée suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une coiffe montée sur l'extrémité d'entrée dudit conduit et percée d'une ouverture destinée à livrer passage à la busette de coulée. ' ' ' V - 8 -
7. 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 6, et en ce que ledit dispositif est monté 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 du conduit vertical, au-dessus de l'organe répartiteur, et que l'extrémité de sortie du conduit vertical, respectivement de l'élément tubulaire qui le prolonge, débouche dans ladite lingotière de coulée continue.
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WO2002030598A1 (fr) * 2000-10-10 2002-04-18 Centre De Recherches Metallurtgiques, A.S.B.L. Procede et dispositif pour couler en continu de l'acier liquide

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