LU86693A1 - Dispositif pour couler un metal en phase pateuse - Google Patents

Description

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</i Q“\J—V—w- GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

* Brevet N* ........................................

du „1 er* décembre 1986 Monsieur le Ministre , gvpgjh de l’Économie et des Classes Moyennes i Titre délivré......................................... Service de la Propriété Intellectuelle

SMP LUXEMBOURG

• j« Demande de Brevet d’invention Οζ./'ΟΜ*..

I. Requête

Le CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES-CENTRUM VOOR RESEARCH (i) IN ._DE..JffiJEAI^JJRQJJE^.s5.s_ojcLlatlan_jaan5--bnt.....liiiica±ii!=£i£eisnl1gln^-..zpiidsT· winstoogmerk,47,rue Montoyer.1040 Bruxelles.Belgique.représenté) par....Ma..-Alain.·· RUKAYINA, .avQC.at-avo.ué.t......agiss.an.t....en.._q.uall±é__de_jnaiiiiatai dépose(nt) ce p.r.emi.ex..-.dé..c.emb.r_e.__1.9.0Q.....qua.t.r'e-vr.ixig.t.T^s.Lx_(3) à 15.00 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 : ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------~ (4) "Dispositif pour couler un métal en phase pâteuse11________________ 2. la délégation de pouvoir, datée de__Bruxelles_____________________ le__27 novembre .1986 3. la description en langue______française__________________de l’invention en deux exemplaires; 4. .une_______________planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le..........l.ar....Mo.embm....l.9afi___________________________________________________________________________________________________________________________________ déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, quelles) inventeur(s) est (sont) :

Mpns.ieur....Raymond,...D,.?..HAE.YEB^...„.r.ua..„iie.s....E.o.r.g.er.ons.....2........451A~Bascîae&,.....—

Belgique ...................................................................................................................................... ......_______________________ r · revendiquent) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6).......................................................................déposée(s) en (7)...............././____________________________!............................

au nom de......................LL________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (9) élit(élisent) pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg_________________ lQâ.,......b..Q.u.l.e.y.ar.d......de.....la....Eoi.r.e______________________________________________________1_______________________________________________________(10) soIlicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à____dix hui t______mois. (11)

Le .....mand.àM/r.e.....i.........................

............................μ·[1(ΠΑΑ*Μ< 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 :

1 eÆÎgftirl 986 J

ft #\ Pr. le Ministre à 15.00 _ heures / « / ^ | 1^0110111^ et«js Classes Moyennes, A 68007_ _ y _: 2.5412 - 4

MEMOIRE DESCRIPTIF

déposé à l'appui d'une demande de BREVET D' INVENTION au Grand-Duché de LUXEMBOURG

au nom de: CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES

pour: "Dispositif pour couler un métal en phase pâteuse" -r. * f ~ % C 2379/8612.

Dispositif pour couler un métal en phase pâteuse.

La présente invention porte sur un dispositif pour couler un métal, en particulier l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.

On connaît les avantages que présente la coulée de l'acier en phase pâteuse. Cette technique permet d'obtenir des structures fines et homogènes qui réduisent nettement les ségrégations, et en particulier la ségrégation axiale dans les produits coulés. Elle permet également d'augmenter la vitesse de coulée èn réduisant les risques de percées.

Dans son brevet LU-A-86.640, le présent demandeur a déjà proposé un dispositif permettant de créer des conditions qui conduisent 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.

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Ce dispositif connu comprend un canal incliné pourvu d'un garnissage en matériau réfractaire et couvert d'une voûte à ailettes pour le refroidissement du métal qui y circule.

Dans ce dispositif, la chaleur rayonnée par le métal en fusion échauffe la voûte qui, par conduction, échauffe à son tour les ailettes; celles-ci sont alors refroidies par un courant d'air.

Ce processus de refroidissement requiert un temps assez long et par conséquent un canal de grande longueur pour assurer l'apparition de la phase pâteuse désirée.

L'objectif de. la présente invention est de proposer un dispositif permettant d'opérer un refroidissement conduisant à ladite phase pâteuse en un temps nettement plus court et ne nécessitant dès lors qu'un canal de moindre longueur et par conséquent de moindre encombrement.

Le dispositif pour couler un métal en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue, qui fait l'objet de la présente invention, comportant un canal métallique incliné sur l'horizontale et garni d'un revêtement réfractaire, est essentiellement caractérisé en ce que, dans au moins une région de son fond, le canal est constitué d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en ce que ladite région du fond du canal est soumise à un refroidissement intense et en ce que le revêtement réfractaire du fond du canal est interrompu dans au moins une partie de ladite région.

Selon l'invention, ladite région est avantageusement située à proximité de l'extrémité amont dudit canal.

Egalement selon l'invention, ladite région est constituée par une plaque d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en particulier de cuivre, ladite plaque étant pourvue de moyens de refroidissement à l'eau.

s*· - 3 - L'interruption du revêtement réfractaire dans ladite région laisse normalement celle-ci sans protection. Il peut néanmoins s'avérer avantageux d'y déposer une fine pellicule d'un matériau réfractaire en particulier de ZrC^, afin d'abaisser la température de travail du cuivre en ne réduisant que très faiblement l'efficacité et l'intensité du refroidissement.

Selon une réalisation particulière du dispositif de l'invention, la partie de ladite région dans laquelle le revêtement réfractaire est interrompu forme une zone s'étendant de préférence sur toute la largeur du fond du canal.

Il ne sortirait cependant pas du cadre de la présente invention de limiter l'étendue transversale de cette zone à une fraction de la largeur du fond du canal, ou de fractionner cette zone en une pluralité de zones partielles réparties selon la largeur du fond du canal et séparées par des passerelles en matériau réfractaire.

Enfin, le dispositif peut comporter des moyens de réglage de l'inclinaison du canal, permettant de tenir compte de facteurs tels que la composition et la température du métal à couler pour assurer l'obtention de la phase pâteuse désirée.

L'objet de l'invention sera mieux compris en se référant à la description ci-dessous de réalisations particulières illustrées par les dessins annexés, dans lesquels la figure 1 montre une vue schématique en élévation, en coupe longitudi- / nale, d'un canal conforme à l'invention; et la figure 2 présente divers modes de réalisation de la région refroidie dudit canal, chaque fois à l'aide d'une vue en plan de cette région et d'une coupe transversale à travers celle-ci, suivant'les lignes A-A,:B-B et C-C respectivement.

' » - 4 -

Dans ces figures, on n'a représenté que les éléments nécessaires à la bonne compréhension de l'objet de l'invention. Ainsi, on n'y a pas reporté les éléments déjà connus tels qu'une voûte de couverture du canal ou une enceinte de protection du métal entre la sortie du canal et l'entrée dans la lingotière. Enfin, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères numériques dans les différentes figures.

La figure 1 illustre schématiquement le dispositif de l'invention, monté entre une poche ou un panier de coulée 1 contenant du métal surchauffé et une lingotière de coulée continue 2. Ce dispositif comprend un canal, désigné globalement par le repère numérique 3, qui se compose d'un fond métallique 4 et de parois latérales 5 également métalliques.Le métal utilisé à cet effet est de préférence l'acier. Le fond et les parois du canal sont garnis d'un revêtement réfractaire 6, 6'.

Dans le fond 4 du canal est insérée une plaque 7 d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en particulier de cuivre, qui est soumise à un refroidissement intense. Ce refroidissement est de préférence assuré par un circuit de circulation d'eau, symbolisé par les flèches d'entrée 8 et de sortie 9 de l'eau.

Le revêtement réfractaire 6, 6' est interrompu sur une partie de la surface supérieure de la plaque 7, qui est ainsi exposée directement au contact avec le métal liquide. Comme le montre la figure 2, cette partie découverte de la plaque 7 peut être (a) une zone s'étendant sur toute la largeur du canal, (b) une zone s|étendant sur une fraction seulement de cette largeur ou (c) une pluralité de zones partielles réparties suivant la largeur du canal et séparées par des passerelles en matériau réfractaire.

Le mode de fonctionnement de ce dispositif se comprend aisément en se reportant à la figure 1.

* ..... .........

* « - 5 -

Le métal surchauffé, en particulier l'acier, provenant de la poche ou du panier de coulée 1, parvient dans la portion amont du canal 3 où il s'écoule sur le revêtement réfractaire 6' sans subir de refroidissement sensible. Il arrive alors sur la partie non revêtue de la plaque de cuivre 7, où il subit un refroidissement intense pendant un- temps limité par suite des dimensions relativement faibles de la surface de contact. Les essais montrent que, sur une telle surface de contact très localisée, l'acier perd instantanément sa surchauffe, ce qui entraîne l'apparition de particules solidifiées au sein du courant d'acier liquide. Celui-ci emporte les particules solidifiées, qui ne peuvent donc pas se déposer sur la plaque 7. Au cours de son écoulement sur le revêtement réfractaire 6, l'acier continue à être refroidi et devient de plus en plus riche en particules solidifiées.

Il acquiert ainsi l’état pâteux recherché à l’entrée dans la lingo-tière 2.

Le dispositif de l’invention permet de remplacer l’écoulement unidirectionnel classique de la chaleur, c’est-à-dire l’écoulement suivant l'épaisseur de la plaque de cuivre, par un écoulement bi - ou même tridirectionnel nettement plus efficace.

Lorsque la totalité de la surface supérieure de la plaque refroidie est mise en contact avec un métal liquide, la chaleur ne peut s'écouler que suivant l'épaisseur de la plaque. Par contre, lorsqu'une partie seulement de cette surface est exposée au métal liquide et que le reste de la surface est protégé, notamment par un revêtement réfractaire, l'écoulement de la chaleur dans la plaque se fait à la fois suivant l'épaisseur et parallèlement au plân de la surface. Il en résulte une augmentation de la section de passage offerte au flux de chaleur, et par conséquent une amélioration de l'efficacité du refroidissement.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la réalisation particulière qui a été décrite et illustrée ci-dessus, mais qu'elle englobe également les diverses variantes et modifications entrant dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (7)

1. Dispositif pour couler un métal en phase pâteuse dans une lingo-tière de coulée continue, comportant un canal métallique incliné sur l'horizontale et garni d'un revêtement réfractaire, caractérisé en ce que, dans au moins une région de son fond, le canal est constitué d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en ce que ladite région du fond du canal est soumise à" un refroidissement intense, et en ce que le revêtement, réfractaire du fond du canal est interrompu dans au moins une partie de ladite région.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite région est située à proximité de l'extrémité amont dudit canal.

3. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite région est constituée par une plaque d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée.

4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite région est constituée par une plaque de cuivre.

5. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, ca ractérisé en ce que la région dans laquelle le revêtement réfractaire est interrompu forme une zone s'étendant sur au moins une fraction de la largeur du canal, et de préférence sur la totalité de cette largeur.

6. Dispositif suivant l'une ou l'autre des (revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de l'inclinaison du canal.

7. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, ca ractérisé en ce que la région dans laquelle le revêtement réfractaire est interrompu est pourvue d'une fine pellicule d'un matériau réfrac-tsirB. )essins ..........y^·......pi&ni.ïife9! Λ_______pages dont.......a.......paca de garde . .......S... pages de description ... A ... pages de revendra t.i$ .......A..... anrieé descriptif Luxembro·.-j, i; DEC.«