LU87448A1 - DEVICE FOR COOLING AND AGITATING METAL DURING CASTING - Google Patents

DEVICE FOR COOLING AND AGITATING METAL DURING CASTING Download PDF

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LU87448A1
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LU
Luxembourg
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vertical duct
tubes
longitudinal
cooling
cylindrical surface
Prior art date
Application number
LU87448A
Other languages
French (fr)
Inventor
Francois Hubert
Wilmotte Stephan
Original Assignee
Centre Rech Metallurgique
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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
    • B22D41/60Pouring-nozzles with heating or cooling means
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    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/62Pouring-nozzles with stirring or vibrating means

Landscapes

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

Description

J j 5 ±J d 5 ±

8n 1 *7 / L û GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG8n 1 * 7 / L - GRAND DUCHY OF LUXEMBOURG

......i η Ό * -Monsieur le Ministre du „9........ié.VXier.......19.8.9....... ' de l’Économie et des Classes Moyennes...... i η Ό * -Mister Minister of „9 ........ ié.VXier ....... 19.8.9 ....... 'of the Economy and Middle Classes

Titre délivré Service de la Propriété IntellectuelleTitle issued Intellectual Property Service

i re e ivre........................................................ fêàÿ LUXEMBOURGi dr e drunk .............................................. .......... fêàÿ LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention ............................................................................................................—................................................ (1) I. RequêtePatent Application ............................................ .................................................. .............. — ................................... ............. (1) I. Application

Centre....de.....Recherches.....l^talliirgi^jes-CmtLmm.....y:c)or.....Research.....in.....de...Metallur-( 2) gia,......ass.Qciâtion...sans....hut....^.....47_rus________Center .... de ..... Recherches ..... l ^ talliirgi ^ jes-CmtLmm ..... y: c) or ..... Research ..... in .... .de ... Metallur- (2) gia, ...... ass.Qciâtion ... sans .... hut .... ^ ..... 47_rus________

Mpntover,.....B-1040.....Bruxelles, représentée par Monsieur Jean Waxweiler, 55 rue des Bruyères, Howald......................................... ^ 3^ dépose(nt) ce neuf. février. mil neuf.......cen.t......auatr..e-v:ing.trn.eu.f............................................ ( 4) 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: D.is.p.Qs.it.lf.......p.o.u.r.......refroidir......e.t.......agiter.......un......m.é..t.a.l.......pendant.......la.......................... ( 5) coulée......................................................................................................................................................................................................................................................................Mpntover, ..... B-1040 ..... Bruxelles, represented by Jean Waxweiler, 55 rue des Bruyères, Howald ..................... .................... ^ 3 ^ remove (s) this new one. February. nineteen ....... cen.t ...... auatr..ev: ing.trn.eu.f .................... ........................ (4) at 15.00 ... hours, at the Ministry of the Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. the present request for obtaining a patent of invention concerning: D.is.p.Qs.it.lf ....... for ...... cool ...... and ...... shake ....... a ...... m.é..tal ...... during ....... the ....... ................... (5) casting ........................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ...................................

2. la description en langue française..........................................................de l’invention en trois exemplaires; 3. ........................3...........................................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 99 .· 0 2.1989..............................2. description in French ........................................... ............... of the invention in triplicate; 3. ........................ 3 ....................... .................... drawing boards, in triplicate; 4. the receipt of the taxes paid to the Luxembourg Registration Office, on 99. · 0 2.1989 ............................ ..

5. la délégation de pouvoir, datée de .............................................. le....................9.A·.?..?..* 9:............................; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont); ( 6) FRANÇOIS Hubert., 148 , rue du Cimetière, B-4300 Ans...................................................................5. the delegation of power, dated ......................................... ..... on .................... 9.A ·.? ..? .. * 9: .......... ..................; 6. the successor document (authorization); declare (s) assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are); (6) FRANÇOIS Hubert., 148, rue du Cimetière, B-4300 Years ................................. ..................................

WILMOTTE Stephan, 54, rue de la Loignerie, B-493Ô Chaudfontaine revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) ........................................brevet--------------------------------------------------------------------déposée(s) en (8) —Belgique.................................................................................WILMOTTE Stephan, 54, rue de la Loignerie, B-493Ô Chaudfontaine claims (s) for the above patent application the priority of one (s) request (s) of (7) .......... ..............................patent------------------- ------------------------------------------------- filed (s) in (8) —Belgium ......................................... ........................................

le (9).........ll..i.é..¥r.i.e.r....JL9..8.8.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ sous le N° (10) 08.800162_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ au nom de (11) Centre de Bedierdies Metallurgiques-Centrum voor Researcli in de Meta] élitfélisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg.........................................................................lunçp 5.5......rue.......dea„.JB.ruy.èr.es.,.......H.ow.ald____________________________________________________________________________________________________________________ (12) soUicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à 1...·..............L......Zj____________________________________________________________________________________________________________mois. (13)on (9) ......... ll..i.é .. ¥ rier ... JL9..8.8 .________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ under N ° (10) 08.800162 _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ on behalf of (11) Center de Bedierdies Metallurgiques-Centrum voor Researcli in de Meta] elects) domicile for him / her and, if designated, for his / her representative, in Luxembourg ...................... .................................................. .lunçp 5.5 ...... rue ....... dea „.JB.ruy.èr.es., ....... H.ow.ald ____________________________________________________________________________________________________________________ (12) seeks delivery of a patent for the subject-matter described and represented in the abovementioned appendices, with postponement of this issue to 1 ... · .............. L ..... .Zj ______ ______________________________________________________________________________________________________month. (13)

Le îiépHsæriimandataire:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (14) Π. Procès-verbal de DépôtThe chief representative: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (14) Π. Deposit Minutes

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété IntellecpjelleaTpïxembourg, en date du; 09 .02.1989 /.f^ ·.The above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of the Economy and the Middle Classes, Intellectual Property Department, Luxembourg, dated; 09 .02.1989 /.f^ ·.

i ây \ Pr. le Ministre de rÉcoôto^iie et des Classes Moyennes, à 15,00.............heures | J \ i \ yrp. d.i ây \ Pr. the Minister of Coastal and Middle Classes, at 3.00 pm ............. hours | J \ i \ yrp. d.

T. U 5¾ .¾ .) Le chef du service^ld la propriété intellectuelle,T. U 5¾ .¾.) The head of the intellectual property department,

\\ /A\\ /AT

A68007_,·"_A) / \_ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULAIREÖS’&mftT / // | (I) s’il y a lieu "Demande de certificat d’addition au brevet principal, à la demande de brevet principal No. -..... Jj:.. du............"-(2) inscrire les nom. prénom, profession.A68007_, · "_A) / \ _ EXPLANATIONS CONCERNING THE FORM ÖS '& mftT / // | (I) if applicable" Request for certificate of addition to the main patent, to the main patent application No. - .. ... DD: .. of ............ "- (2) enter the last name, first name, profession.

adresse du demandeur, lorsque celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme juridique, adresse du siège social, lorsque le demandeur est une personne morale-(3) inscrire f) λ λ •'jv les nom. prénom, adresse du mandataire agréé, conseil en propriété industrielle, muni d’un pouvoir spécial, s’il y a lieu: "représenté par............agissant en qualité de mandataire" ♦s / / / j - (4) date de dépôt en toutes lettres - (5) titre de l’invention - (6) inscrire les noms, prénoms, adresses des inventeurs ou l’indicatton "(voir) désignation séparée (suivra lorsque la dési-address of the applicant, when the latter is an individual or corporate name, legal form, address of the head office, when the applicant is a legal person- (3) enter f) λ λ • 'jv les nom. first name, address of professional representative, industrial property attorney, with special powers, if applicable: "represented by ........... acting as representative" ♦ s / / / j - (4) date of deposit in full - (5) title of the invention - (6) enter the names, first names, addresses of the inventors or the indicatton "(see) separate designation (will follow when the desi -

Ls gnationse fait ou se fera dans un document séparé, ou encore l’indication ”ne pas mentionner’*, lorsque l’inventeursigneousignera un document denon-mention à joindreà une désignation REVENDICATION DE PRIORITÉ Dépôt de la demande de brevet en Belgique du 11 février 1988 SOUS le numéro 08800162The declaration is made or will be made in a separate document, or the indication ”do not mention '*, when the inventor signs a non-mention document to be attached to a designation PRIORITY CLAIMS Filing of the patent application in Belgium on February 11 1988 UNDER number 08800162

MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE DE BREVET D'INVENTION AU GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURGDESCRIPTIVE MEMORY FILED IN SUPPORT OF A PATENT INVENTION APPLICATION IN THE GRAND DUCHY OF LUXEMBOURG

Centre de Recherches Métallurgiques-Centrum voor Research in de Metallurgie, association sans but ö lucratif - vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer B-1040 Bruxelles |»o*rs Dispositif pour refroidir et agiter un métal pendant la coulée - 1 -Metallurgical Research Center-Centrum voor Research in de Metallurgie, non-profit making association - vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer B-1040 Bruxelles | »o * rs Device for cooling and stirring a metal during casting - 1 -

Dispositif pour refroidir et agiter un métal pendant la coulée.Device for cooling and stirring a metal during casting.

La présente invention concerne un dispositif pour simultanément refroidir et agiter un métal pendant la coulée, en particulier l'acier circulant entre une busette de coulée et une lingotière de coulée continue.The present invention relates to a device for simultaneously cooling and stirring a metal during casting, in particular the steel flowing between a casting nozzle and a continuous casting ingot mold.

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Pour fixer les idées, la description qui va suivre sera spécialement consacrée à La coulée continue de l'acier. Il faut cependant souligner que cette application particulière n'a qu'une simple valeur d'exemple et que le dispositif de l'invention peut être utilisé dans le cadre de 10 tout procédé de coulée, par exemple en moule ou en lingotière, et avec tout métal déplaçable au moyen d'un champ électromagnétique.To fix the ideas, the description which follows will be specially devoted to The continuous casting of steel. It should however be emphasized that this particular application has only a simple example value and that the device of the invention can be used in the context of any casting process, for example in a mold or in an ingot mold, and with any metal displaceable by means of an electromagnetic field.

Il est actuellement bien connu qu'il est intéressant de couler l'acier avec une surchauffe proche de 0 0 C ou même en phase pâteuse. A cet 15 effet, l'acier quittant le récipient de coulée est refroidi soit jusqu'à une température proche de sa température de liquidus mais néanmoins supérieure à celle-ci, soit jusqu'à une température comprise dans son intervalle de solidification. On assure ainsi au moins l'élimination de la surchauffe de l'acier, et éventuellement l'apparition - 2 - dans L'acier d'une fraction solidifiée dont l'importance dépend du refroidissement appliqué. Au moment où il pénètre dans la lingotière, l'acier présente ainsi un état qui permet d'obtenir des structures fines et homogènes et de réduire les ségrégations méso- et 5 macroscopiques dans Les produits coulés.It is currently well known that it is advantageous to cast the steel with an overheating close to 0 ° C. or even in the pasty phase. For this purpose, the steel leaving the pouring container is cooled either to a temperature close to its liquidus temperature but nevertheless higher than this, or to a temperature within its solidification range. This ensures at least the elimination of the overheating of the steel, and possibly the appearance in steel of a solidified fraction, the importance of which depends on the cooling applied. As it enters the mold, the steel thus presents a state which makes it possible to obtain fine and homogeneous structures and to reduce the meso- and macroscopic segregations in the cast products.

On connaît déjà, notamment par le brevet LU-A-86 688, un dispositif de coulée d'un métal tel que l'acier en phase pâteuse. Ce dispositif connu comprend essentiellement un conduit vertical extérieurement 10 pourvu de moyens de refroidissement, un organe répartiteur situé sensiblement à l'entrée du conduit vertical et éventuellement un ou plusieurs inducteurs entourant un tronçon réfractaire précédant le conduit vertical. Dans ce dispositif connu, les moyens de refroidissement et les inducteurs, ou plus généralement les moyens d'agitation 15 du métal sont distincts, ce qui entraîne un encombrement important de l'appareil de coulée et ce qui ne permet pas de soumettre un même volume de métal simultanément à l'agitation et au refroidissement. En outre, les inducteurs sont éloignés du métal coulé, ce qui limite le degré d'agitation que l'on peut atteindre avec ce dispositif.Already known, in particular from patent LU-A-86,688, a device for casting a metal such as steel in the pasty phase. This known device essentially comprises an externally vertical duct 10 provided with cooling means, a distributor member located substantially at the entrance to the vertical duct and possibly one or more inductors surrounding a refractory section preceding the vertical duct. In this known device, the cooling means and the inductors, or more generally the metal stirring means 15 are separate, which results in a large size of the casting apparatus and which does not allow to submit the same volume of metal simultaneously with stirring and cooling. In addition, the inductors are distant from the cast metal, which limits the degree of agitation that can be achieved with this device.

2020

La présente invention propose de remédier à ces inconvénients en révélant un dispositif particulier permettant de réaliser simultanément un refroidissement contrôlé et une agitation efficace du métal pendant la coulée.The present invention proposes to remedy these drawbacks by revealing a particular device allowing simultaneous controlled cooling and effective stirring of the metal during casting.

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Conformément à la présente invention, un dispositif de coulée d'un métal comportant un conduit vertical pourvu de moyens de refroidissement et de moyens d'agitation du métal pendant la coulée et un organe de répartition du métal situé sensiblement à l'entrée dudit 30 conduit vertical, est caractérisé en ce que lesdits moyens de refroidissement sont situés entièrement dans la paroi dudit conduit vertical et à proximité immédiate de la surface intérieure de ladite paroi, et en ce que la surface intérieure de ladite paroi est revêtue d'une mince couche d'un matériau réfractaire résistant à l'érosion.According to the present invention, a device for casting a metal comprising a vertical duct provided with means for cooling and means for stirring the metal during casting and a metal distribution member located substantially at the entrance to said duct. vertical, is characterized in that said cooling means are located entirely in the wall of said vertical duct and in close proximity to the interior surface of said wall, and in that the interior surface of said wall is coated with a thin layer of '' an erosion resistant refractory material.

- 3 -- 3 -

Selon une réalisation particulière, lesdits moyens de refroidissement comprennent une pluralité de tubes orientés suivant la direction longitudinale dudit conduit vertical et répartis suivant la périphérie intérieure dudit conduit vertical, lesdits tubes étant parcourus par 5 un liquide de refroidissement qui est de préférence l'eau.According to a particular embodiment, said cooling means comprise a plurality of tubes oriented in the longitudinal direction of said vertical duct and distributed along the inner periphery of said vertical duct, said tubes being traversed by a coolant which is preferably water.

Suivant une caractéristique supplémentaire du dispositif de l'invention, lesdits moyens de refroidissement comprennent en outre une pluralité de chambres ménagées dans la paroi dudit conduit 10 vertical, parallèlement auxdits tubes longitudinaux et communiquant chacune avec le volume intérieur d'au moins un desdits tubes par des passages répartis suivant la longueur dudit conduit vertical.According to an additional characteristic of the device of the invention, said cooling means further comprise a plurality of chambers formed in the wall of said vertical duct 10, parallel to said longitudinal tubes and each communicating with the internal volume of at least one of said tubes by passages distributed along the length of said vertical duct.

Lesdits tubes longitudinaux ont de préférence une face avant, c'est-15 à-dire une face tournée vers l'intérieur dudit conduit vertical, incurvée de façon à constituer une surface cylindrique. Cette surface cylindrique peut être discontinue si les tubes ne sont pas jointifs; dans ce cas, ladite surface cylindrique est avantageusement complétée par des éléments appropriés, qui maintiennent l'écartement desdits 20 tubes. Ces éléments peuvent être réalisés par exemple en un béton réfractaire, afin d'assurer en outre l'indépendance thermique desdits tubes.Said longitudinal tubes preferably have a front face, that is to say a face turned towards the inside of said vertical duct, curved so as to constitute a cylindrical surface. This cylindrical surface can be discontinuous if the tubes are not joined; in this case, said cylindrical surface is advantageously supplemented by suitable elements, which maintain the spacing of said 20 tubes. These elements can be made for example of refractory concrete, in order to further ensure the thermal independence of said tubes.

Suivant une autre réalisation intéressante du dispositif de 25 l'invention, lesdits tubes longitudinaux sont réalisés en un matériau bon conducteur de l'électricité et ils sont raccordés à une source de courant électrique de façon à engendrer un champ électromagnétique tournant à l'intérieur du conduit vertical.According to another advantageous embodiment of the device of the invention, said longitudinal tubes are made of a material which is good conductor of electricity and they are connected to a source of electric current so as to generate an electromagnetic field rotating inside the vertical duct.

30 Dans ce cas, les éléments d'écartement disposés entre lesdits tubes seront réalisés en un matériau électriquement isolant, afin de préserver en outre la séparation électrique de ces tubes.In this case, the spacers arranged between said tubes will be made of an electrically insulating material, in order to further preserve the electrical separation of these tubes.

Egalement selon une caractéristique intéressante, la mince couche de 35 matériau réfractaire recouvrant la surface intérieure dudit conduit vertical présente une épaisseur qui ne dépasse pas 5 mm, afin de rap- - 4 - procher autant que possible l'acier à refroidir de la surface des tubes de refroidissement.Also according to an advantageous characteristic, the thin layer of refractory material covering the interior surface of said vertical duct has a thickness which does not exceed 5 mm, in order to bring the steel to be cooled as close as possible to the surface of the cooling tubes.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à 5 la lecture de la description détaillée qui est donnée ci-dessous à titre d'exemple. Cette description porte sur une réalisation préférée du dispositif de l'invention, qui est illustrée par les dessins annexés, dans lesquels la figure 1 montre une vue générale, partiellement en coupe, d'une 10 installation de coulée comportant un dispositif conforme à l'invention; la figure 2 représente une coupe transversale à travers un dispositif de refroidissement conforme à l'invention, montrant la disposition circonférentielle des moyens de refroidissement; 15 et la figure 3 illustre, en deux demi-coupes longitudinales, la disposition radiale et longitudinale des moyens de refroidissement dans le dispositif de l'invention.Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which is given below by way of example. This description relates to a preferred embodiment of the device of the invention, which is illustrated by the appended drawings, in which FIG. 1 shows a general view, partially in section, of a casting installation comprising a device in accordance with invention; Figure 2 shows a cross section through a cooling device according to the invention, showing the circumferential arrangement of the cooling means; 15 and FIG. 3 illustrates, in two longitudinal half-sections, the radial and longitudinal arrangement of the cooling means in the device of the invention.

20 Les figures 1 à 3 précitées constituent évidemment des représentations schématiques, dans lesquelles on n'a volontairement reproduit que les éléments directement nécessaires à la compréhension de l'invention. Des éléments identiques ou analogues sont en outre désignés par les mêmes repères numériques dans toutes les figures.20 The above figures 1 to 3 obviously constitute schematic representations, in which only the elements directly necessary for the understanding of the invention have been reproduced voluntarily. Identical or analogous elements are also designated by the same reference numerals in all the figures.

2525

Dans La figure 1, à laquelle il est à présent fait référence, on a représenté, partiellement en coupe, une installation de coulée d'un type connu en soi, utilisé notamment pour la coulée continue de l'acier en phase pâteuse. Cette installation comprend une lingotière 30 de coulée continue 1, une busette de coulée 2 équipant un récipient de coulée qui n'est pas autrement représenté, et un dispositif intermédiaire de refroidissement qui comporte notamment un conduit vertical 3, un organe répartiteur 4 et un élément tubulaire 5. L'organe répartiteur 4 intercepte le jet d'acier s'écoulant de la busette 2 et il 35 le distribue sur la surface intérieure du conduit vertical 3. Dans la figure 1, l'organe répartiteur 4 est représenté à l'extérieur du - 5 - conduit vertical 3, par souci de clarté dans le dessin, parce que le conduit vertical 3 est vu en élévation. Il est clair que cet organe répartiteur est de préférence situé à l'intérieur dudit conduit vertical, sensiblement à l'entrée de celui-ci, pour assurer au mieux 5 la répartition désirée de l'acier coulé. L'élément tubulaire 5 prolonge le conduit vertical 3 vers le bas et son extrémité inférieure peut être immergée dans l'acier qui se trouve dans la lingotière 1. L'élément tubulaire 5 est représenté ici avec un profil longitudinal convergent; il va de soi que, comme cela est bien connu, cet élément 10 tubulaire pourrait être cylindrique ou divergent ou encore présenter un profil longitudinal quelconque, sans altérer la portée de la présente invention.In Figure 1, to which reference is now made, there is shown, partially in section, a casting installation of a type known per se, used in particular for the continuous casting of steel in the pasty phase. This installation comprises an ingot mold 30 for continuous casting 1, a pouring nozzle 2 fitted to a casting container which is not otherwise shown, and an intermediate cooling device which notably comprises a vertical duct 3, a distributor member 4 and an element tubular 5. The distributor member 4 intercepts the steel jet flowing from the nozzle 2 and distributes it over the inner surface of the vertical duct 3. In FIG. 1, the distributor member 4 is shown in FIG. outside of the vertical duct 3, for the sake of clarity in the drawing, because the vertical duct 3 is seen in elevation. It is clear that this distributor member is preferably located inside said vertical duct, substantially at the entrance thereof, to best ensure the desired distribution of the cast steel. The tubular element 5 extends the vertical conduit 3 downwards and its lower end can be immersed in the steel which is in the ingot mold 1. The tubular element 5 is shown here with a converging longitudinal profile; It goes without saying that, as is well known, this tubular element 10 could be cylindrical or divergent or even have any longitudinal profile, without altering the scope of the present invention.

Le conduit vertical 3 présente une structure particulière qui 15 constitue l'objet de la présente invention. Cette structure particulière est illustrée par les figures 2 et 3. Elle permet de procéder soit uniquement au refroidissement soit simultanément au refroidissement et à l'agitation de l'acier.The vertical duct 3 has a particular structure which constitutes the object of the present invention. This particular structure is illustrated in FIGS. 2 and 3. It makes it possible to proceed either only with cooling or simultaneously with cooling and stirring of the steel.

20 En se référant à la figure 2, qui représente une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 3, on voit que le conduit vertical 3 comprend un corps cylindrique 6 dont la surface intérieure est pourvue d'encoches longitudinales 7 séparées par des dents 8. Les encoches 7 sont de préférence équidistantes, de même largeur circonférentielle et 25 de même profondeur radiale. La tête des dents 8 présente une surface courbe qui est une portion de la surface cylindrique intérieure initiale du conduit vertical 3. En face de chacune de ces encoches 7 est disposé un tube longitudinal 9, ayant une section transversale généralement trapézoïdale délimitée par deux parois latérales radiales 30 et deux parois courbes, respectivement avant et arrière. Chaque tube 9 prend appui par les bords longitudinaux de sa face arrière, sur la tête des dents 8 délimitant l'encoche 7 correspondante. Ladite face arrière de chaque tube 9 est percée de trous 10, répartis sur la longueur du tube 9, qui font communiquer l'intérieur du tube 9 avec 35 l'encoche 7.Referring to FIG. 2, which represents a cross section along the line 2-2 of FIG. 3, it can be seen that the vertical duct 3 comprises a cylindrical body 6 whose internal surface is provided with longitudinal notches 7 separated by teeth 8. The notches 7 are preferably equidistant, of the same circumferential width and 25 of the same radial depth. The head of the teeth 8 has a curved surface which is a portion of the initial internal cylindrical surface of the vertical conduit 3. In front of each of these notches 7 is disposed a longitudinal tube 9, having a generally trapezoidal cross section delimited by two side walls radial 30 and two curved walls, respectively front and rear. Each tube 9 is supported by the longitudinal edges of its rear face, on the head of the teeth 8 delimiting the corresponding notch 7. Said rear face of each tube 9 is pierced with holes 10, distributed over the length of the tube 9, which make the interior of the tube 9 communicate with the notch 7.

- 6 -- 6 -

Les faces courbes, avant et arrière, des tubes 9 sont des portions de cylindres coaxiaux au conduit vertical 3, les faces arrière ayant en outre une courbure égale à la courbure de la surface cylindrique formée par la tête des dents 8.The curved faces, front and rear, of the tubes 9 are portions of cylinders coaxial with the vertical duct 3, the rear faces further having a curvature equal to the curvature of the cylindrical surface formed by the head of the teeth 8.

55

Les faces avant des tubes 9 forment ainsi une surface cylindrique discontinue. Des blocs d'écartement 11 sont logés entre les tubes 9, à hauteur de leurs faces avant, afin de maintenir l'écartement désiré entre ces tubes, de compléter la surface cylindrique 12 formée par 10 lesdites faces avant et éventuellement d'assurer l'indépendance thermique des tubes 9.The front faces of the tubes 9 thus form a discontinuous cylindrical surface. Spacer blocks 11 are housed between the tubes 9, at the level of their front faces, in order to maintain the desired spacing between these tubes, to complete the cylindrical surface 12 formed by 10 said front faces and possibly to ensure the thermal independence of the tubes 9.

Enfin, une gaine 13, en matériau réfractaire, de faible épaisseur, est appliquée sur la surface cylindrique 12. Le matériau réfractaire 15 constituant la gaine 13 doit présenter une résistance mécanique élevée, car l'épaisseur de la gaine n'est de préférence pas supérieure à 5 mm, afin de ne pas réduire sensiblement l'efficacité du refroidissement. A cet effet, le matériau réfractaire de la gaine 13 présente avantageusement une bonne conductibilité thermique ainsi qu'une résis-20 tance élevée au choc thermique. On peut notamment utiliser un matériau réfractaire constitué d'alumine (Al^O^), de magnésie (MgO), de nitrure de bore (BN) et/ou de zircone (Zr O^).Finally, a sheath 13, made of refractory material, of small thickness, is applied to the cylindrical surface 12. The refractory material 15 constituting the sheath 13 must have a high mechanical resistance, since the thickness of the sheath is preferably not greater than 5 mm, so as not to significantly reduce the cooling efficiency. For this purpose, the refractory material of the sheath 13 advantageously has good thermal conductivity as well as a high resistance to thermal shock. One can in particular use a refractory material consisting of alumina (Al ^ O ^), magnesia (MgO), boron nitride (BN) and / or zirconia (Zr O ^).

La gaine 13 peut être constituée par un tube mince, que l'on pose par 25 frettage sur ladite surface cylindrique. Il· ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention que cette gaine soit réalisée par tout autre moyen connu en soi, par exemple par projection ou moulage en place.The sheath 13 may consist of a thin tube, which is laid by shrinking on said cylindrical surface. It would not, however, depart from the scope of the invention for this sheath to be produced by any other means known per se, for example by projection or molding in place.

A l'intérieur des tubes 9, sont disposés des barreaux allongés 14 30 appliqués à la face arrière des tubes et percés de passages 15 qui prolongent les trous 10. Ces barreaux 14, dont deux seulement sont représentés, occupent une partie de la section intérieure des tubes 9, en laissant libre, dans chaque tube, un canal 16 longeant intérieurement la face avant et éventuellement les faces latérales. Le 35 liquide de refroidissement est ainsi obligé de circuler le long de ces faces et donc de les refroidr efficacement. Ces barreaux 14 peuvent - 7 - évidemment avoir une section quelconque, leur rôle étant, comme on vient de l'indiquer, de rendre le refroidissement de la face avant des tubes 9 aussi efficace que possible. Les barreaux 14 sont avantageusement en matière plastique, tant pour faciliter leur collage que pour 5 éviter les risques de corrosion.Inside the tubes 9, are arranged elongated bars 14 30 applied to the rear face of the tubes and pierced with passages 15 which extend the holes 10. These bars 14, only two of which are shown, occupy part of the interior section tubes 9, leaving free, in each tube, a channel 16 internally running along the front face and possibly the side faces. The coolant is thus forced to circulate along these faces and therefore to cool them effectively. These bars 14 can obviously have any cross section, their role being, as has just been indicated, to make the cooling of the front face of the tubes 9 as efficient as possible. The bars 14 are advantageously made of plastic, both to facilitate their bonding and to avoid the risk of corrosion.

La figure 3 montre une coupe longitudinale du conduit vertical 3, prise suivant la ligne brisée 3-0-3' de la figure 2.FIG. 3 shows a longitudinal section of the vertical duct 3, taken along the broken line 3-0-3 'of FIG. 2.

10 La moitié gauche de la figure 3 correspondant à la demi-coupe 3-0, montre la disposition des blocs d'écartement 11 par rapport à la gaine réfractaire 13 et au corps 6 du conduit vertical.10 The left half of FIG. 3 corresponding to the half-section 3-0, shows the arrangement of the spacer blocks 11 relative to the refractory sheath 13 and to the body 6 of the vertical duct.

La moitié droite de la figure 3, qui correspond à la demi-coupe 0-3', 15 montre la gaine réfractaire 13 de faible épaisseur, appliquée sur la face avant 12 d'un tube 9. Immédiatement derrière cette face avant 12 et la longeant sur toute la hauteur du conduit vertical 3,se trouve un canal 16 qui communique par des passages 15 ménagés dans un barreau 14 et par des trous 10 percés dans la face arrière du tube 9, avec une 20 encoche 7 taillée dans le corps 6 du conduit vertical 3.The right half of FIG. 3, which corresponds to the half-section 0-3 ′, 15 shows the thin refractory sheath 13, applied to the front face 12 of a tube 9. Immediately behind this front face 12 and the running along the entire height of the vertical duct 3, there is a channel 16 which communicates by passages 15 formed in a bar 14 and by holes 10 drilled in the rear face of the tube 9, with a notch 7 cut in the body 6 vertical duct 3.

Les encoches 7 communiquent avec une chambre annulaire 17, située au bas du conduit vertical 3, qui est elle-même raccordée à un système d'alimentation 18 en liquide de refroidissement. A la partie 25 supérieure du conduit vertical 3, les canaux 16 débouchent dans une seconde chambre annulaire 19, qui est raccordée à un système d'évacuation 20 du liquide de refroidissement.The notches 7 communicate with an annular chamber 17, located at the bottom of the vertical duct 3, which is itself connected to a system 18 for supplying coolant. At the upper part of the vertical duct 3, the channels 16 open into a second annular chamber 19, which is connected to a system 20 for removing the coolant.

Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif illustré dans les 30 figures 2 et 3 peut être modifié de façon à pouvoir assurer également l'agitation de l'acier coulé.Without departing from the scope of the invention, the device illustrated in FIGS. 2 and 3 can be modified so as to also be able to stir the cast steel.

A cet effet, le corps 6 est réalisé en un empilement de tôles d'un matériau ferromagnétique, par exemple en acier, et les tubes 9 sont 35 fabriqués en un matériau bon conducteur de l'électricité, en particulier en cuivre. Aux plages d'appui des tubes 9 sur les dents 8, - 8 - on interpose un isolant électrique 21 approprié, et les blocs d'écartement 11 ainsi que la gaine réfractaire 13 sont constitués d'un matériau électriquement isolant. Les tubes 9 sont raccordés aux pôles d'une source de courant électrique de façon à produire un champ 5 électromagnétique tournant dans le passage central du conduit vertical 3.To this end, the body 6 is made of a stack of sheets of a ferromagnetic material, for example steel, and the tubes 9 are made of a material which is a good conductor of electricity, in particular copper. At the bearing surfaces of the tubes 9 on the teeth 8, - 8 is interposed an appropriate electrical insulator 21, and the spacer blocks 11 as well as the refractory sheath 13 are made of an electrically insulating material. The tubes 9 are connected to the poles of an electric current source so as to produce an electromagnetic field 5 rotating in the central passage of the vertical conduit 3.

Le dispositif de l'invention fonctionne de la façon suivante.The device of the invention operates as follows.

10 L'acier s'écoulant de la busette 2 est dévié par l'organe répartiteur 4 de façon à former une mince couche ruisselant le long de La gaine réfractaire 13, à l'intérieur du conduit vertical 3.The steel flowing from the nozzle 2 is deflected by the distributor member 4 so as to form a thin layer flowing along the refractory sheath 13, inside the vertical duct 3.

Un liquide de refroidissement sous pression, habituellement l'eau, est 15 introduit dans la chambre annulaire inférieure 17, d'où il gagne les encoches 7 puis les canaux 16, par les trous 10 et les passages 15. Ces canaux 16 de refroidissement sont très proches de l'acier qui ruisselle le long de la gaine 13. Le refroidissement de l'acier est efficace et peut être aisément contrôlé.A pressurized coolant, usually water, is introduced into the lower annular chamber 17, from which it gains the notches 7 and then the channels 16, through the holes 10 and the passages 15. These cooling channels 16 are very close to the steel which flows along the sheath 13. The cooling of the steel is effective and can be easily controlled.

2020

Dans les cas où les tubes 9 sont raccordés à une source de courant électrique, la face avant 12 des tubes de l'inducteur est très proche de l'acier ruisselant le long de la gaine 13, de sorte que cet acier peut être mis en mouvement au moyen d'une faible quantité d'énergie 25 électrique.In the cases where the tubes 9 are connected to a source of electric current, the front face 12 of the tubes of the inductor is very close to the steel flowing along the sheath 13, so that this steel can be put in movement by means of a small amount of electrical energy.

Dans les deux cas, l'eau quittant les canaux de refroidissement 16 est recueillie dans la chambre annulaire supérieure 19 d'où elle est évacuée par le système 20. Après refroidissement approprié, cette eau 30 peut d'ailleurs être recyclée dans le système d'alimentation 17, 18.In both cases, the water leaving the cooling channels 16 is collected in the upper annular chamber 19 from where it is evacuated by the system 20. After appropriate cooling, this water 30 can moreover be recycled in the system d '' feed 17, 18.

La faible distance séparant la face avant des tubes refroidisseurs et l'acier permet d'atteindre une plus grande efficacité de refroidissement.The short distance between the front face of the cooling tubes and the steel allows greater cooling efficiency to be achieved.

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De plus, la faible distance entre les tubes de l'inducteur et l'acier, ainsi que la présence d'une culasse magnétique feuilletée, autour des conducteurs 9 permet d'atteindre un niveau d'induction plus élevé dans l'acfer. Il en résulte un couple transmis plus important, et par 5 conséquent des taux de cisaillement plus élevés et ainsime meilleure fluidité de l'acier coulé, même à l'état partiellement solidifié.In addition, the short distance between the tubes of the inductor and the steel, as well as the presence of a laminated magnetic yoke, around the conductors 9 makes it possible to achieve a higher level of induction in the acfer. This results in a higher transmitted torque, and therefore higher shear rates and thus better fluidity of the cast steel, even in the partially solidified state.

Claims (10)

1. Dispositif de coulée d'un métal, comportant un conduit vertical pourvu de moyens de refroidissement et de moyens d'agitation du métal pendant la coulée, et un organe de répartition du métal situé sensiblement à l'entrée dudit conduit 5 vertical, caractérisé en ce que lesdits moyens de refroidissement sont situés entièrement dans la paroi dudit conduit vertical et à proximité immédiate de la surface intérieure de ladite paroi, et en ce que la surface intérieure de ladite paroi est revêtue d'une mince couche d'un matériau réfractaire résistant à l'érosion. 101. A device for casting a metal, comprising a vertical duct provided with means for cooling and means for stirring the metal during casting, and a metal distribution member located substantially at the entrance of said vertical duct, characterized in that said cooling means are located entirely in the wall of said vertical duct and in close proximity to the interior surface of said wall, and in that the interior surface of said wall is coated with a thin layer of refractory material resistant to erosion. 10 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de refroidissement comprennent une pluralité de tubes orientés suivant la direction longitudinale dudit conduit vertical et répartis suivant la périphérie intérieure dudit conduit vertical, et 15 en ce que lesdits tubes sont parcourus par un liquide de refroidissement.2. Device according to claim 1, characterized in that said cooling means comprise a plurality of tubes oriented in the longitudinal direction of said vertical duct and distributed along the inner periphery of said vertical duct, and in that said tubes are traversed by a cooling liquid. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de refroidissement comprennent en outre une pluralité 20 de chambres ménagées dans la paroi dudit conduit vertical, parallèlement auxdits tubes longitudinaux, et en ce que lesdites chambres communiquent chacune avec le volume intérieur d'au moins un desdits tubes par des passages répartis suivant la longueur dudit conduit vertical. 253. Device according to claim 2, characterized in that said cooling means further comprise a plurality of chambers formed in the wall of said vertical duct, parallel to said longitudinal tubes, and in that said chambers each communicate with the internal volume d 'at least one of said tubes by passages distributed along the length of said vertical duct. 25 4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits tubes longitudinaux ont une face avant, c'est-à-dire une face tournée vers l'intérieur dudit conduit vertical, incurvée en une portion de surface cylindrique, l'ensemble des faces 30 avant desdits tubes formant ainsi une surface cylindrique discontinue coaxiale audit conduit vertical. - 11 -4. Device according to either of Claims 2 and 3, characterized in that the said longitudinal tubes have a front face, that is to say a face turned towards the inside of the said vertical duct, curved into a portion of cylindrical surface, all of the front faces of said tubes thus forming a discontinuous cylindrical surface coaxial with said vertical duct. - 11 - 5. Dispositif suivant La revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre lesdits tubes Longitudinaux, des éléments d'écartement dont La face avant, c'est-à-dire La face tournée vers L'intérieur dudit conduit verticaL, est incurvée en une portion de surface 5 cyLindrique et complète Ladite surface cylindrique discontinue.5. Device according to claim 4, characterized in that there are provided, between said longitudinal tubes, spacing elements including the front face, that is to say the face turned towards the interior of said vertical duct, is curved into a portion of cylindrical surface 5 and complete said discontinuous cylindrical surface. 6. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que Lesdits tubes Longitudinaux sont constitués d'un matériau bon conducteur de L'électrici té et en ce qu'iLs sont 10 raccordés à une source de courant éLectrique de façon à engendrer un champ éLectromagnétique tournant à L'intérieur dudit conduit verticaL.6. Device according to either of claims 2 to 5, characterized in that the said longitudinal tubes are made of a material which is a good conductor of electricity and in that they are connected to a source of electric current so as to generate an electromagnetic field rotating inside said vertical duct. 7. Dispositif suivant L'une ou l'autre des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que Lesdits tubes Longitudinaux contiennent des bar- 15 reaux Longitudinaux situés à proximité immédiate de La surface intérieure dudit conduit verticaL, et en ce que Lesdits barreaux sont pourvus de passages faisant communiquer Lesdits canaux Longitudinaux avec Lesdites chambres. HO7. Device according to either of claims 3 to 6, characterized in that said longitudinal tubes contain longitudinal bars located in the immediate vicinity of the interior surface of said vertical duct, and in that said bars are provided with passages making said longitudinal channels communicate with said chambers. HO 8. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que Lesdites chambres sont raccordées à une source de Liquide de refroidissement et en ce que Le voLume intérieur desdits tubes Longitudinaux est raccordé à des moyens d'évacuation du Liquide de refroidissement. 258. Device according to either of claims 3 to 7, characterized in that said chambers are connected to a source of coolant and in that the interior volume of said longitudinal tubes is connected to evacuation means Coolant. 25 9. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que Ladite couche mince d'un matériau réfractaire est constituée par un tube posé par frettage sur La surface intérieure dudit conduit verticaL. 309. Device according to either of claims 1 to 8, characterized in that said thin layer of refractory material consists of a tube laid by hooping on the inner surface of said vertical duct. 30 10. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que L'épaisseur de Ladite couche mince d'un matériau réfractaire est au maximum égaLe à 5 mm.10. Device according to either of claims 1 to 9, characterized in that the thickness of said thin layer of a refractory material is at most equal to 5 mm.
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