WO1992000157A1 - Procede pour appliquer sur les faces interieures d'un recipient metallurgique un revetement de protection comportant au moins deux couches, et revetement de protection ainsi obtenu - Google Patents
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- WO1992000157A1 WO1992000157A1 PCT/FR1991/000509 FR9100509W WO9200157A1 WO 1992000157 A1 WO1992000157 A1 WO 1992000157A1 FR 9100509 W FR9100509 W FR 9100509W WO 9200157 A1 WO9200157 A1 WO 9200157A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
Definitions
- the present invention relates to a method for creating on the internal faces of a metallurgical container for transferring liquid metal a protective coating comprising at least two layers.
- the present invention also relates to a coating obtained by the implementation of this method.
- a protective coating of the aforementioned type.
- the Applicant discloses a protective coating based on refractory inorganic particles embedded in a binder, and which comprises at least two layers: an inner layer which sintered throughout its mass contact of liquid metal, and an outer layer which does not sinter or only sinter partially. These layers are applied successively in the form of sludge comprising the solid ingredients - of the layer to be formed mixed with a liquid such as water.
- the different layers are dried at a temperature between 100 and 200 ° C to remove the free water, and can be preheated to a temperature between 600 ° and 1450 ° C to remove the water of constitution and / or the water of crystallization of the two layers.
- the second layer does not adhere to the permanent coating (or the metal envelope) of the container, so that the protective coating comes off and falls off by itself if the container is turned over, which can be then replenish immediately without wasting time.
- this process has the disadvantage of require a very significant drying of said two layers and of the permanent coating.
- EP-A-0064863 describes a method according to which a protective coating is formed in a single layer: according to this method, a substantially dry mixture is poured, comprising refractory particles and a thermosetting resin, between the interior wall of the container to be coated and the outer wall of a core, then the mixture is heated to harden the resin, finally the core is removed.
- the container is immobilized during the heating time necessary to harden the resin, and. can only achieve a single layer which risks sticking to the permanent coating if it is allowed to sinter throughout its mass. If the permanent coating wears out, an additional amount of the mixture is used which is lost.
- the object of the present invention is to remedy the drawbacks of known methods, and to propose a method of the aforementioned type which makes it possible to carry out easily, quickly and with reduced immobilization of the container to be protected as well as very short drying of its coating. protection and its permanent coating, an inexpensive protective coating which has sufficient resistance to withstand erosion by liquid metal, which does not risk sticking to the walls of the container, this process being very flexible and making it possible to adjust the thickness of the coating as a function of the intended conditions of use.
- the method of the aforementioned type is characterized by the following steps:
- a / A core is introduced inside the metallurgical container to be protected, to create a molding space between the interior walls of said container and the exterior walls of said core.
- B / A material consisting of inorganic temperature-resistant particles prevailing during the transfer of liquid metal is introduced into the molding space thus created, said particles being pre-coated with a curable binder and / or mixed with a curable binder, said material being dry or practically dry.
- a second inner layer is applied to the first outer protective layer which has sufficient cohesion, implemented by a process of spraying in the wet phase a material consisting of inorganic particles resistant to the temperature of the liquid metal, the particle size and the composition of these particles being chosen so that said inner layer sintered throughout its mass in contact with the liquid metal.
- E / The new inner walls of the metallurgical container are heated so as to at least perfectly dry the protective coating.
- the drying time of the protective layers and of the permanent coating is substantially limited to the drying of the layer produced during step D; this drying will therefore be very short because there is only the amount of liquid provided by the second layer, the sprayed one, to be eliminated.
- the coating which is the subject of this patent, consists of two parts, that produced during steps B and C which contains no or very little mixing liquid and which represents two thirds of said coating, and that produced during steps D and E equivalent to the remaining third, the value of one third of the mixing liquid of the above-mentioned example should be eliminated, ie approximately 100 liters.
- Another advantage which results from the present invention lies in the fact that, thanks to the first protective layer of the container produced during the execution of steps from A to C, which becomes very resistant, it is also possible during the execution from step D, use a rotor machine, known as a dry transfer machine, the pulverulent product of which is wetted at the outlet of the spray nozzle; this spraying process requires only 10% of mixing water, therefore approximately 30 liters of water, or ten times less than when spraying a conventional coating with a machine of the screw pump type. This represents an important advantage, especially for countries which have very high cost energy, or for countries which do not have large quantities of water.
- the layer formed of inorganic particles coated or mixed with a binder remains integral with the wall of the metallurgical vessel or of its permanent coating after the execution of stage C. It is thus possible to use for stage B a pulverulent product much less expensive than that used for stage D. One can thus compensate, with the layer used for step B, inexpensively some wear of a possible permanent refractory lining, and / or irregularities in shape due to a deformation of the metal shell of the container.
- the method of the invention thus makes it possible very quickly to produce a first resistant outer layer, then a second layer sprayed by an extremely flexible and inexpensive method of wet spraying, the coating thus formed requiring only very limited drying and therefore a very short immobilization of the transfer container.
- the particle size and the composition of these particles are chosen so that said layer does not sinter or sinter only slightly at the temperature prevailing during the transfer of liquid metal.
- the material of the first outer layer therefore remains brittle, even when the second inner layer is completely sintered. Thus, the material of this layer does not risk being attached to the wall of the metallurgical container - or to the permanent coating thereof. Then simply invert the container to drop the entire protective coating after use.
- thermosetting binder 'and the carcass is preheated
- the first layer is thus quickly hardened.
- the still hot metallurgical container is immediately reused from which the worn protective coating has just been dropped, and the heat of the walls is sufficient to cause the hardening of the new layer.
- inorganic particles in grains and / or powder chosen from the group comprising magnesia, chromium-magnesia, zircon, zirconia, dolomite, silica, alumina, carbonaceous materials are used to form the second inner layer. and mixtures thereof, these particles being pre-coated with a binder and / or mixed with a binder.
- the coating according to the invention for protecting the interior of a metallurgical container for transferring liquid metal is characterized in that it is obtained by means of the method according to the invention.
- - Figure 1 is a top view of a continuous casting distributor having only a permanent refractory lining
- - Figure 2 is a cross-sectional view along II - II in Figure 1, showing the formation of the first coating layer according to a first embodiment of the method according to the present invention
- - Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing the formation of the second layer of the coating
- FIG. 4 is a cross-sectional view along IV-IV in Figure 1, showing the formation of the first coating layer according to another embodiment of the method according to the present invention.
- Figure 5 is a view similar to Figure 4 showing the formation of the second coating layer.
- the metallurgical container I is a continuous casting distributor comprising a metal carcass 2 and a permanent refractory lining 3, for example made of bricks, before the installation of a consumable protective coating.
- the bottom 5 of the container is substantially horizontal; the longitudinal side walls 4, 6 and transverse 20, 21 of the container are usually inclined downwards and inwards, to allow easy extraction of any mass of metal possibly solidified on the bottom 5 after the casting operation .
- the method of the invention for applying, on the internal faces 4, 5, 6, 20, 21, of the metallurgical container 1 for transferring liquid metal, a protective coating comprising at least two layers 7, 8 includes the following steps:
- a / A possibly heating core 9 is introduced, using handling rings 10, into the metallurgical container 1 to be protected in order to create a molding space between the interior walls 4, 5, 6, 20, 21, this container, and the outer walls 14, 15, 16 of the core 9.
- B / A material consisting of temperature-resistant particles prevailing during the transfer of liquid metal is introduced into the molding space thus created, said particles being pre-coated with a curable binder and / or mixed with a curable binder, said material being dry or practically dry.
- a second inner layer 8 is applied to the first external protective layer 7 which has sufficient cohesion, implemented by a wet-phase spraying process of a material consisting of inorganic particles resistant to the temperature of the metal liquid, the particle size and composition of these particles being chosen so that said outer layer 8 sintered throughout its mass in contact with the liquid metal;
- the metallurgical container 1 is a continuous casting distributor.
- the method of the invention is applicable to other metallurgical vessels, for example ladles for pouring or transferring metal, or even slag tanks.
- the distributor 1 is shown in cross section at a pouring orifice 22 which is equipped in known manner, for example, with a pouring nozzle 23 inserted in the opening of a seat brick 27 The upper part of the nozzle 23 is capped with a prefabricated outlet pot 25.
- the outer layer 24 which covers the bottom 5 is applied independently of the outer layer 26 which covers the side walls 4, 6, 20, 21, of the metallurgical container 1 and which is applied in accordance with steps A to C above using core 9.
- the outer layer 24 which covers the bottom 5 is applied before applying the outer layer 26.
- the lower part of the layer 26 covers the peripheral part of the bottom layer 24 and anchors firmly the latter on the bottom 5 avoiding any risk of rising of this layer 24 due to the ferrostatic pressure exerted by the liquid metal.
- the pouring orifice 22 of the container 1 is preferably fitted before applying the outer layer 24 which covers the bottom 5.
- the layer 24 arrives at the upper level of the pouring nozzle 23. Then place the outlet pot 25 above the nozzle, and the second layer 8 is produced in accordance with step D above, then heating is carried out in accordance with step E above.
- the present process adapts to all the possible equipment of the pouring orifice 22, and the base layer 24 has a composition which can be the same as that of the layer 26 or be different from the latter.
- Is used to form the first outer layer 7, 24, 26 from step B a powdery product which does not sinter or which sintered only slightly at the prevailing temperature when the metallurgical container is filled with liquid metal, so to remain brittle even when the second inner layer 8 is completely sintered.
- the pulverulent product does not risk s' attaching to the wall 2 or to the permanent coating 3 of the metallurgical container 1. It is then enough to invert the container to drop the protective coating after use.
- a heating mold is used to form the layer 7, 24, 26.
- the walls of the container or of its permanent coating are brought to around 200 to 300 ° C to thus obtain rapid hardening.
- many types of binders in particular very easy to use thermosetting resins.
- a hydraulic binder such as cement and / or a chemical binder such as for example a powdered silicate can usefully be used.
- Inorganic particles chosen from the group preferably comprising inexpensive particles, for example silica, alumina, dolomite, carbonaceous materials and mixtures thereof, are used to form the layer 7, 24, 26, which is two to three centimeters thick, to form the layer. , without giving up particles more expensive such as magnesia, chromium-magnesia, zircon, zirconia and their mixtures if certain technical necessities require it, the particle size and the composition of all these particles being chosen so that said layer does not sinter, or only sits only slightly temperature prevailing during the transfer of liquid metal.
- inexpensive particles for example silica, alumina, dolomite, carbonaceous materials and mixtures thereof
- noble inorganic particles chosen from the group comprising, for example, magnesia, chromium-magnesia, all magnesium silicates, zircon, zirconia, carbon materials and mixtures thereof. without, however, renouncing in certain cases silica, alumina, dolo and / or alkaline earth hydroxides and their mixtures, the particle size and composition of these particles being chosen so that said layer sintered all its mass in contact with the liquid metal.
- the free water was previously eliminated at a temperature between 100 and 200 ° C, or else preheating was carried out after spraying in order to eliminate between 600 ° C and 1450 ° C the water of constitution and / or the water crystallization and / or in order to proceed to the decarbonation of dolomite and / or aicalino-earth hydroxides.
- This preheating also causes at least the start of sintering of the layer 8. Such sintering gives said layer the cohesion necessary to resist the erosion of the liquid metal. We know, in this area, that it generally suffices for this to be one to three centimeters thick.
- stage B the dry or practically dry material is introduced by means of a tube il (see FIG. 1) inside the molding space created between the core 9 and the container 1, for the production of the outer layer 7 or 26.
- a tube il see FIG. 1
- the same tubing to bring the material used to make the bottom layer (or layers) 24.
- a spray nozzle 12 of any known type is used, provided with an inlet 13 for wetting water or compressed spray air (see FIG. 2).
- the position and / or dimensions of the core Q in the container 1 are adjusted to adjust the thickness of the layer 7, 26. It is thus possible to apply the process of the invention in a receptacle 4- 1 whose permanent refractory lining 3 can be in a state of wear even relatively advanced.
- the material of the first layer 7, 24, 26 can be either completely dry, or practically dry, and for example have a content in a liquid such as water of less than 10%.
- the wetting rate of the second inner layer 8 is greater than 5% and is preferably between 8% and 30%.
- any known heating means are used for the heating of stage E such as, for example, gas burners, electric resistances, microwave generators, so as to remove any trace of dampening water, and if necessary any trace of water of constitution and hydration.
- any of the chemical compositions and granulometric compositions described in the aforementioned French patent No. 2,585,273 can be used for layers 7, 24, 26 and 8, in particular add to the inorganic particles proper, for layer 8 a molding agent, a surface-active agent, a flux, for the layer 7, 24, 26, an agglutinant.
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Abstract
(A) On introduit un noyau (9) à l'intérieur du récipient métallurgique (1) à protéger et on introduit dans l'espace de moulage ainsi créé un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, lesdites particules étant préenrobées d'un liant durcissable et/ou mélangées à un liant durcissable, ledit matériau étant sec ou pratiquement sec. (B) Après durcissement dudit matériau sur les parois intérieures (4, 5, 6) du récipient (1), on extrait du récipient (1) ledit noyau (9) en laissant sur place une première couche extérieure de protection (24, 26). (C) On projette sur la première couche extérieure de protection (24, 26) qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche intérieure (8) mise en ÷uvre par un procédé de projection en phase humide d'un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température du métal liquide, la granulométrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche (8) fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide. (D) On chauffe de façon à au moins sécher parfaitement le revêtement de protection (24, 26; 8) ainsi déposé. Utilisation notamment pour réaliser un revêtement peu onéreux ne nécessitant qu'un temps de stockage limité.
Description
Procédé pour appliquer sur les faces intérieures d ' ur. récipient, métallurgique un revêtement de protection comportant au moins deux couches , et revêtement de protection ainsi obtenu.
La présente invention concerne un procédé pour créer sur les faces intérieures d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide un revêtement de protection comportant au moins deux couches. La présente invention concerne également un revêtement obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.
On connaît de nombreux procédés pour appliquer un revêtement de protection du type précité. Dans son brevet français n° 2 585 273, la demanderesse a 'par exemple décrit un revêtement de protection à base de particules inorganiques réfractaires enrobées dans un liant, et qui comprend au moins deux couches : une couche intérieure qui fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide, et une couche extérieure qui ne fritte pas ou ne fritte que partiellement. Ces couches sont appliquées successivement sous forme de boues comprenant les ingrédients solides -de la couche à former mélangés à un liquide tel que l'eau. Après projection, les différentes couches sont séchées à une température comprise entre 100 et 200°C pour éliminer l'eau libre, et peuvent être préchauffées à une température comprise entre 600° et 1 450°C pour éliminer l'eau de constitution et/ou l'eau de cristallisation des deux couches.
Ce procédé donne toute satisfaction à ses utilisateurs. En particulier, la seconde couche n'adhère pas au revêtement permanent (ou à l'enveloppe métallique) du récipient, de sorte que le revêtement de protection se détache et tombe de lui-même si on retourne le récipient, que l'on peut ensuite regarnir immédiatement sans perte de temps. Ce procédé présent- toutefois l'inconvénient de
nécessiter un sécnagt très important desdites deux couches et du revêtement permanent.
Par ailleurs, le EP-A-0064863 décrit un procédé selon lequel on forme un revêtement de protection en une seule couche : selon ce procédé, on déverse un mélange sensiblement sec, comprenant des particules réfractaires et une résine ther odurcissable , entre la paroi intérieure du récipient à revêtir et la paroi extérieure d'un noyau, puis on chauffe le mélange pour durcir la résine, enfin on enlève e noyau.
Le récipient se trouve immobilisé pendant le temps de chauffage nécessaire pour durcir la résine, et on . ne peut réaliser qu'une seule couche qui risque de s'attacher au revêtement permanent si on la laisse fritter dans toute sa masse. Si le revêtement permanent s'use, on utilise une quantité supplémentaire du mélange qui est perdue.
Enfin, selon le US-A-4 372 544, on met en place dans le récipient à protéger un revêtement de protection en une seule pièce préparé à l'avance et déposé sur des plaques d'appui. Aucune immobilisation du récipient n'est nécessaire. Par contre, le revêtement en une seule pièce doit être résistant, et donc épais, lourd et coûteux, pour pouvoir être manutentionné. II en serait de même si le revêtement était constitué de quelques pièces assemblées à l'intérieur du récipient à protéger.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus, et de proposer un procédé du type précité qui permette de réaliser facilement, rapidement et avec une immobilisation réduite du récipient à protéger ainsi qu'un séchage très court de son revêtement de protection et de son revêtement permanent, un revêtement de protection peu onéreux qui ait une résistance suffisante pour supporter l'érosion par le métal liquide, qui ne risque pas de s'attacher aux parois
du récipient, ce procédé étant très souple et permettant de régler l'épaisseur du revêtement en fonction des conditions d'utilisation prévues.
Suivant l'invention, le procédé du type précité est caractérisé par les étapes suivantes :
A/ On introduit un noyau à l'intérieur du récipient métallurgique à protéger, pour créer un espace de moulage entre les parois intérieures dudit récipient et les parois extérieures dudit noyau. B/ On introduit dans l'espace de moulage ainsi créé un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, lesdites particules étant préenrobées d'un liant durcissable et/ou mélangées à un liant durcissable, ledit matériau étant sec ou pratiquement sec.
C/ Après durcissement dudit matériau sur les parois intérieures du récipient, on extrait du récipient ledit noyau en laissant sur place une première couche extérieure de protection.
D/ On projette, sur la première couche extérieure de protection qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche intérieure mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide d'un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température du métal liquide, la granulometrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche intérieure fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide.. E/ On chauffe les nouvelles parois intérieures du récipient métallurgique de façon à au moins sécher parfaitement le revêtement de protection.
Le temps de séchage des couches de protection et du revêtement permanent se limite sensiblement au séchage de la couche réalisée au cours de l'étape D ; ce séchage sera donc très court car il n'y a que la quantité de
liquide apportée par la deuxième couche, celle projetée, à éliminer.
Si l'on considère qu'il faut environ une tonne de produit pour réaliser un revêtement de protection pour un récipient de taille moyenne, dans le cas où l'on projette ledit revêtement à l'aide d'une machine du type pompe à vis, c'est-à-dire d'une machine à transfert humide dont le produit à projeter est hydraté avant la buse de projection, on aura à éliminer par séchage environ 300 litres d'un liquide tel que l'eau, ce type de machine nécessitant une trentaine de pourcents de liquide de gâchage. Etant donné que le revêtement, objet du présent brevet, se compose de deux parties, celle réalisée au cours des étapes B et C qui ne comporte pas ou que très peu de liquide de gâchage et qui représente les deux tiers dudit revêtement, et celle réalisée au cours des étapes D et E équivalant au tiers restant, on devra éliminer la valeur du tiers du liquide de gâchage de l'exemple ci- dessus cité, soit environ 100 litres. Un autre avantage qui découle de la présente invention, réside dans le fait que grâce à la première couche de protection du récipient réalisée lors de l'exécution des étapes de A à C, qui devient très résistante, on peut également lors de l'exécution de l'étape D utiliser une machine à rotor, dite machine à transfert sec dont le produit pulvérulent est mouillé à la sortie de la buse de projection ; ce procédé de projection ne nécessite que 10% d'eau de gâchage, donc environ 30 litres d'eau, soit dix fois moins que lors de la projection d'un revêtement classique avec une machine du type pompe à vis. Ceci représente un avantage important, notamment pour des pays qui ont une énergie à coût très élevé, ou pour des pays qui ne disposent pas de grandes quantités d'eau. La couche formée de particules inorganiques enrobées ou mélangées à un liant reste solidaire de la
paroi du récipient métallurgique ou de son revêtement permanent après l'exécution de l'étape C. On peut ainsi utiliser pour l'étape B un produit pulvérulent beaucoup moins onéreux que celui utilisé pour l'étape D. On peut donc compenser, avec la couche utilisée pour l'étape B, à peu de frais une certaine usure d'un éventuel revêtement réfractaire permanent, et/ou des irrégularités de forme dues à une déformation de 1 ' enveloppe métallique du récipient. Le procédé de l'invention permet ainsi de réaliser très rapidement une première couche extérieure résistante, puis une seconde couche projetée par un procédé extrêmement souple et peu onéreux de projection par voie humide, le revêtement ainsi formé ne nécessitant qu'un séchage très limité et donc une immobilisation de très courte durée du récipient de transvasement. Ce procédé permet également de réaliser deux couches de granulométries et de compositions respectives différentes que l'on peut adapter à volonté. Suivant une version intéressante de l'invention, pour la première couche extérieure, la granulometrie et la composition de ces particules sont choisies de façon que ladite couche ne fritte pas ou ne fritte que faiblement à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide.
Le matériau de la première couche extérieure reste donc friable, même lorsque la seconde couche intérieure est complètement frittée. Ainsi le matériau de cette couche ne risque pas de s ' attacher à la paroi du récipient métallurgique - ou au revêtement permanent de celui-ci. Il suffit alors de renverser le récipient pour faire tomber l'ensemble du revêtement de protection après utilisation.
Suivant une version avantageuse de l'invention, on utilise pour former la première couche extérieure un liant thermodurcissable ,' et on préchauffe la carcasse
métallique et/ou le revêtement permanent du récipient métallurgique ou on utilise un moule chauffant.
On obtient ainsi rapidement un durcissement de la première couche. En fait, en période d'exploitation en continu, on réutilise immédiatement le récipient métallurgique encore chaud dont on vient de faire tomber le revêtement de protection usé, et la chaleur des parois suffit à provoquer le durcissement de la nouvelle couche. Suivant une version préférée de l'invention, on utilise pour former la seconde couche intérieure des particules inorganiques en grains et/ou en poudre choisies dans le groupe comprenant magnésie, chrome-magnésie, zircon, zircone, dolomie, silice, alumine, matières carbonées et leurs mélanges, ces particules étant préenrobées d'un liant et/ou mélangées à un liant.
Il suffit de soigner la préparation et la composition de cette couche pour obtenir un revêtement capable de résister à l'érosion du métal liquide.
Suivant un autre aspect de l'invention, le revêtement conforme à 1 ' invention pour protéger l'intérieur d'un récipient métallurgique de transvasement de métal liquide est caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé conforme à l'invention.
On admettra que l'homme de l'art n'est pas tenté de réaliser un revêtement de protection d'un récipient destiné à recevoir du métal liquide, comportant au moins deux couches, dont on projette la deuxième couche par voie humide sur une première couche préalablement séchée. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci- après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue de dessus d'un répartiteur de coulée continue comportant uniquement un revêtement réfra-ctaire permanent ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant II - II à la figure 1, montrant la formation de la première couche de revêtement suivant un premier mode de réalisation du procédé conforme à la présente invention ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant la formation de la seconde couche du revêtement ;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant IV-IV à la figure 1, montrant la formation de la première couche de revêtement suivant un autre mode de réalisation du procédé conforme à la présente invention ; et
- la figure 5 est une vue semblable à la figure 4 montrant la formation de la seconde couche de revêtemnt.
Dans la réalisation représentée à la figure 1, le récipient métallurgique I est un répartiteur de coulée continue comportant une carcasse métallique 2 et un revêtement réfractaire permanent 3, par exemple en briques, avant la mise en place d'un revêtement de protection consommable. Le fond 5 du récipient est sensiblement horizontal ; les parois latérales longitudinales 4, 6 et transversales 20, 21 du -récipient sont habituellement inclinées vers le bas et vers l'intérieur, pour permettre l'extraction facile de toute masse de métal éventuellement solidifiée sur le fond 5 après l'opération de coulée.
Comme montré par les figures 2 et 3, le procédé de l'invention pour appliquer, sur les faces intérieures 4, 5, 6, 20, 21, du récipient métallurgique 1 de transvasement de métal liquide, un revêtement de protection comportant au moins deux couches 7 , 8 comprend les étapes suivantes :
A/ On introduit un noyau 9 éventuellement chauffant, à l'aide d'anneaux de manutention 10, dans le récipient métallurgique 1 à protéger pour créer un espace de moulage entre les parois intérieures 4, 5, 6, 20, 21,
dudi t récipient , et les paroi s extérieures 14 , 15 , 16 du noyau 9 .
B/ On introduit dans l'espace de moulage ainsi créé un matériau constitué de particules résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, lesdites particules étant préenrobées d'un liant durcissable et/ou mélangées à un liant durcissable, ledit matériau étant sec ou pratiquement sec. C/ Après durcissement dudit matériau sur les parois intérieures 4, 5, 6, 20, 21, du récipient 1 ou de son revêtement permanent 3, on extrait du récipient i ledit noyau 9 en laissant en place une première couche extérieure de protection 7 ;
D/ On projette, sur la première couche extérieure de protection 7 qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche intérieure 8, mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide d'un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température du métal liquide, la granulometrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche extérieure 8 fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide ;
E/ On chauffe les nouvelles parois intérieures
17, 18, 19 du récipient métallurgique 1 de façon à au moins sécher parfaitement le revêtement de protection 7, 8 ainsi déposé.
Dans l'exemple représenté, le récipient métallurgique 1 est un répartiteur de coulée continue. Le procédé de l'invention est applicable à d'autres récipients métallurgiques, par exemple des poches de coulée ou de transvasement de métal, ou même des cuves à scorie .
Les mouvements du noyau 9 sont symbolisés par les flèches 9a à la figure 1. La réalisation des figures 4 et 5 est particulièrement adaptée à une préparation très soignée de
l 'orifice de coulée, et au cas d'un répartiteur de largeur importante pour lequel on pourait rencontrer des difficultés à faire pénétrer les particules réfractaires sous le noyau 9 pour réaliser une couche de fond d'excellente qualité.
Dans cette réalisation, le répartiteur 1 est représenté en coupe transversale au niveau d'un orifice de coulée 22 qui est équipé de manière connue, par exemple, d'une busette de coulée 23 insérée dans l'ouverture d'une brique de siège 27. La partie supérieure de la busette 23 est coiffée d'un pot de sortie préfabriqué 25.
Suivant une variante du procédé de l'invention, on applique la couche extérieure 24 qui recouvre le fond 5 indépendamment de la couche extérieure 26 qui recouvre les parois latérales 4, 6, 20, 21, du récipient métallurgique 1 et qui est appliquée conformément aux étapes A à C ci- dessus au moyen du noyau 9.
Dans l'exemple représenté, on applique la couche extérieure 24 qui recouvre le fond 5 avant d'appliquer la couche extérieure 26. De cette manière, la partie inférieure de la couche 26 recouvre la partie périphérique de la couche de fond 24 et ancre fermement cette dernière sur le fond 5 en évitant tout risque de remontée de cette couche 24 du fait de la pression ferrostatique exercée par le métal liquide.
Toutefois, il est parfaitement possible de réaliser la couche de fond 24 après la couche latérale 26 et à l'intérieur de celle-ci, à condition de prendre un soin particulier à 1 ' ancrage de cette couche 24 sur le fond 5. On peut également déposer plusieurs couches au lieu d'une seule couche.
On équipe de préférence l'orifice de coulée 22 du récipient 1 avant d'appliquer la couche extérieure 24 qui recouvre le fond 5. Dans cet exemple, la couche 24 arrive au niveau supérieur de la busette de coulée 23. On place ensuite le
pot de sortie 25 au-dessus de la busette, et on réalise la deuxième couche 8 conformément à l'étape D ci-dessus, puis on procède au chauffage conformément à l'étape E ci- dessus. Le présent procédé s ' adapte à tous les équipements possibles de l'orifice de coulée 22, et la couche de fond 24 a une composition qui peut être la même que celle de la couche 26 ou être différente de celle-ci. On utilise pour former la première couche extérieure 7, 24, 26 issue de l'étape B un produit pulvérulent qui ne fritte pas ou qui ne fritte que faiblement à la température régnante lorsque le récipient mé-tallurgique est rempli de métal liquide, de façon à rester friable même lorsque la seconde couche intérieure 8 est complètement frittée.
Ainsi le produit pulvérulent ne risque pas de s ' attacher à la paroi 2 ou au revêtement permanent 3 du récipient métallurgique 1. Il suffit alors de renverser le récipient pour faire tomber le revêtement de protection après utilisation.
On utilise un moule chauffant pour former la couche 7, 24, 26. Il suffit cependant pour s'en passer, que les parois du récipient ou de son revêtement permanent soient portées aux environs de 200 à 300°C pour obtenir ainsi un durcissement rapide de nombreux types de liants, en particulier de résines thermodurcissables d'emploi très facile. Pour peu que le produit pulvérulent soit légèrement humide, un liant hydraulique tel que du ciment et/ou un liant chimique tel que par exemple un silicate en poudre peut utilement être employé.
On utilise pour former la couche 7, 24, 26, qui a une épaisseur de deux à trois centimètres, des particules inorganiques choisies dans le groupe comprenant de préférence des particules bon marché, par exemple silice, alumine, dolomie , matières carbonées et leurs mélanges, sans pour cela renoncer aux particules plus
onéreuses telles que magnésie, chrome-magnésie, zircon, zircone et leurs mélanges si certaines nécessités techniques l'exigent, la granulometrie et la composition de toutes ces particules étant choisies de façon que ladite couche ne fritte pas, ou ne fritte que faiblement à la température régnant au cours du transvasement du métal liquide.
Pour former la seconde couche intérieure 8 issue de l'étape D, qui vient au contact de l'acier liquide, on utilise des particules inorganiques plus nobles choisies dans le groupe comprenant par exemple magnésie, chrome- magnésie, tous les silicates de magnésium, zircon, zircone, matières carbonées et leurs mélanges, .sans pour autant renoncer pour certains cas à la silice, à l'alumine, à la dolo ie et/ou à des hydroxydes alcalino- terreux et leurs mélanges, la granulometrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide. On a préalablement éliminé l'eau libre à une température entre 100 et 200°C, ou encore effectué un préchauffage après la projection afin d'éliminer entre 600°C et 1 450°C l'eau de constitution et/ou l'eau de cristallisation et/ou afin de procéder à la décarbonatation de la dolomie et/ou des hydroxydes aicalino-terreux. Ce préchauffage provoque également au moins le début du frittage de la couche 8. Un tel frittage donne à ladite couche la cohésion nécessaire pour résister à l'érosion du métal liquide. On sait, dans ce domaine, qu'il suffit généralement pour cela d'une épaisseur de un à trois centimètres.
Au cours de l'étape B, on introduit le matériau sec ou pratiquement sec au moyen d'une tubulure il (voir figure 1) à l'intérieur de l'espace de moulage créé entre le noyau 9 et le récipient 1, pour la réalisation de la couche extérieure 7 ou 26. On utilise de préférence la
même tubulure pour amener le matériau utilisé pour réaliser la couche (ou les couches) de fond 24.
Au cours de l'étape D, on utilise une buse de projection 12 d'un type connu quelconque munie d'une arrivée 13 d'eau de mouillage ou d'air comprimé de projection (voir figure 2) .
Au moment de l'introduction du noyau 9 à l'intérieur du récipient métallurgique 1, on règle la position et/ou les dimensions du noyau Q dans le récipient 1 pour régler l'épaisseur de la couche 7, 26. On peut ainsi appliquer le procédé de l'invention à un récipien4- 1 dont le garnissage réfractaire permanent 3 peut être dans un état d'usure même relativement avancé.
Le matériau de la première couche 7, 24, 26 peut être soit tout-à-fait sec, soit pratiquement sec, et avoir par exemple une teneur en un liquide tel que de l'eau inférieure à 10 %.
Le taux de mouillage de la seconde couche intérieure 8 est supérieur à 5 % et se situe de préférence entre 8 % et 30 %.
On utilise pour le chauffage de l'étape E des moyens de chauffage connus quelconques tels que par exemple, brûleurs à gaz, résistances électriques, générateurs de micro-ondes, de manière à supprimer toute trace d'eau de mouillage, et le cas échéant toute trace d'eau de constitution et d'hydratation.
On peut utiliser pour les couches 7, 24, 26 et 8 l'une quelconque des compositions chimiques et des compositions granulo étriques décrites dans le brevet français précité n° 2 585 273, ajouter en particulier aux particules inorganiques proprement dites, pour la couche 8 un agent moulant, un agent tensio-actif , un fondant, pour la couche 7, 24, 26, un agglutinant.
Enfin, on peut utiliser, de façon connue un moule 9 de dimensions variables, ou un moule équipé d'un vibrateur, par exemple d'un vibrateur rotatif à
excentrique, pour faciliter 1 'écouiemen. du matériau de la couche 7 , 26.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et on peut, apporter à ceux-ci des nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer, sur les faces intérieures (4, 5, 6, 20, 21) d'un récipient métallurgique (1) de transvasement de métal liquide, un revêtement de protection comportant au moins deux couches (7, 24, 26 ; 8) , caractérisé par les étapes suivantes :
A/ On introduit à l'intérieur du récipient métallurgique (1) à protéger un noyau (9) pour créer un • espace de moulage entre les parois intérieures (4, 5, 6, 20, 21) dudit récipient et les parois extérieures (14, 15, 16) du noyau (9) ,
B/ On introduit dans l'espace de moulage ainsi créé un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide, lesdites particules étant préenrobées d'un liant durcissable et/ou mélangées à un liant durcissable, ledit matériau étant sec ou pratiquement sec,
C/ Après durcissement dudit matériau sur les parois intérieures (4, 5, 6, 20, 21) du récipient (1) , on extrait du récipient (1) le noyau (9) en laissant sur place une première couche extérieure de protection (7 ; 24, 26) ,
D/ On projette, sur la première couche extérieure de protection (7 ; 24, 26) qui possède une cohésion suffisante, une deuxième couche intérieure (8) mise en oeuvre par un procédé de projection en phase humide d'un matériau constitué de particules inorganiques résistant à la température du métal liquide, la granulometrie et la composition de ces particules étant choisies de façon que ladite couche intérieure (8) fritte dans toute sa masse au contact du métal liquide,
E/ On chauffe les nouvelles parois intérieures (17, 18, 19) du récipient métallurgique (1) de façon à au moins sécher parfaitement le revêtement de protection (7, 24, 26 ; 8) ainsi déposé.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique la couche extérieure (24) qui recouvre le fond (5) indépendamment de la couche extérieure (26) qui recouvre les parois latérales (4, 6, 20, 21) du récipient métalllurgique (1) .
3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on applique la couche extérieure (24) qui recouvre le fond (5) avant d'appliquer la couche extérieure (26) .
4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on équipe l'orifice de coulée (22) du récipient (1) avant d'appliquer la couche extérieure (7, 24) qui recouvre le fond (5) .
5. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise pour former la couche extérieure (7 ; 24, 26) ) des particules inorganiques choisies dans le groupe comprenant silice, alumine, dolomie, matières carbonées telles que, par exemple, coke et/ou cellulose, silicate de magnésium, zircon, zircone et leurs mélanges.
6. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise un liant thermodurcissable pour former ladite couche (7 ; 24, 26) .
7. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour la première couche extérieure (7 ; 24, 26) , la granulometrie et la composition de ces particules sont choisies de façon que ladite couche (7 ; 24, 26) ne fritte pas ou ne fritte que faiblement à la température régnant au cours du transvasement de métal liquide.
8. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on préchauffe la carcasse métallique (2) et/ou son revêtement, permanent (3) ou on utilise un moule (9) chauffant.
9. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise pour former la 16
seconde couche intérieure (8) des particules inorganiques en grains et/ou en poudre choisies dans le groupe comprenant magnésie, chrome-magnésie, zircon, zircone, dolomie, silice, alumine, matières carbonées et leurs mélanges.
10. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise pour former la seconde couche intérieure (8) des particules inorganiques préenrobées d'un liant et/ou mélangées à un liant.
11. Procédé conforme à l'une des revendications
1 à 10, caractérisé en ce que, au moment de l'introduction du noyau (9) dans le récipient métallurgique (1) , on règle la position et/ou les dimensions du noyau (9) dans le récipient (1) pour régler l'épaisseur de ladite couche (7, 26) .
12. Revêtement pour protéger l'intérieur d'un récipient (1) de transvasement de métal liquide, caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Revêtement conforme à la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'intérieur d'un récipient métallurgique (1) comportant un garnissage permanent (3) en matière réfractaire.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87757A LU87757A1 (fr) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Procede pour appliquer sur les faces interieures d'un recipient metallurgique un revetement de protection comportant au moins deux couches |
| LU87757 | 1990-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1992000157A1 true WO1992000157A1 (fr) | 1992-01-09 |
Family
ID=19731242
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR1991/000509 WO1992000157A1 (fr) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | Procede pour appliquer sur les faces interieures d'un recipient metallurgique un revetement de protection comportant au moins deux couches, et revetement de protection ainsi obtenu |
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|---|---|
| LU (1) | LU87757A1 (fr) |
| WO (1) | WO1992000157A1 (fr) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LU87757A1 (fr) | 1992-01-15 |
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