BE1000221A6 - Dispositif pour la coulee d'un metal en phase pateuse. - Google Patents
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Abstract
Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pateuse dans une lingotière de coulée continue, comprenant un conduit tubulaire rectiligne, équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale, qui peut tourner autour de son axe longitudinal. Le conduit tubulaire est compris entre 2 degrés et 30 degrés et sa vitesse de rotation est compris entre 0,1 t/s et 5 t/s.
Description
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Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse.
La présente invention concerne un dispositif pour la coulée d'un mé- tal, en particutier de l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.
On connaît t'intérêt du procédé de coulée en phase pâteuse, c'est-à- dire à une température comprise dans l'intervalle de solidification du métal considéré, pour La coutée continue de métaux tels que l'acier.
Ce procédé permet en effet d'obtenir des structures fines et homogènes qui réduisent les ségrégations dans les produits coulés.
On connait par le brevet LU-A-86.395, un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, constitué d'un conduit tubulaire équipé de moyens de refroidissement et Légèrement incliné sur l'horizontale. En service, ce conduit tubulaire est disposé entre d'une part une busette équipant une poche ou un panier de coulée et d'autre part une lingotière de coulée continue, de telle. façon que Ladite busette débouche dans L'ex- trémité d'entrée dudit conduit tubulaire et que L'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire surplombe Ladite Lingotière.
Ce dispositif permet d'assurer Le refroidissement désiré de l'acier à partir de la température, comportant habituellement une surchauffe de 20 C à 40 C, qu'il présente dans La poche ou Le panier de coulée et de créer ainsi Les conditions conduisant à t'apparition d'une phase pâ- teuse dans l'acier avant son entrée dans la Lingotière.
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Le conduit en question est généralement réalisé en acier, pour des raisons économiques et il doit être remplacé après chaque coudée; ces remplacements' fréquents entraînent des pertes de temps qui nuisent à La productivité de t'anstallation de coulée continue.
L'objectif de La présente invention est de proposer un dispositif per- fectionnè qui ne présente pas L'inconvénient précité.
LE. dispositif pour La coulée d'un métal en phase pâteuse dans une tin- gotiére de coulée continue, qui fait L'objet de La présente invention, comprenant un conduit tubulaire rectiligne équipé de moyens de refroi- dissement et Légèrement incliné sur t'horizontate, est essentieLLement caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire peut tourner autour de son axe longitudinal.
Selon une réalisation intéressante du dispositif de L'invention, L'ex- trémité d'entrée dudit conduit tubulaire est fermée par une plaque dans laqueLLe est ménagée une ouverture centrale destinée à Livrer passage à Ladite busette et L'extrémité de sortie dudit conduit tubu- laire débouche dans une chambre faisant communiquer L'espace intérieur dudit conduit tubulaire avec la Lingotière.
Avantageusement, Ladite chambre est pourvue d'au moins un appareiL d'injection de gaz.
Selon L'invention, ledit conduit tubulaire est avantageusement réalisé en un matériau bon conducteur de La chaleur, en particuLier en cuivre, afin de pouvoir atteindre aisément un fLux thermique élevé pour Le re- froidissement du métal en fusion.
EgaLement suivant L'invention, l'angle @ d'inclinaison de L'axe ion- gitudinal dudit conduit tubulaire est compris entre 2 et 30 .,Ces deux valeurs délimitent une gamme d'angLes d'incLinaison pour LesqueLs le métal en fusion s'écoule naturellement dans Le conduit tubulaire avec une vitesse suffisante pour éviter son figeage tout en subissant
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un refroidissement donnant naissance à une phase pâteuse. Le dispo- sitif de L'invention comporte d'ailleurs des moyens de réglage permet- tant de faire varier cet angle d'inclinaison.
La vitesse de rotation du conduit tubulaire autour de L'axe Longi- tudinal peut évidemment varier en fonction de divers facteurs tels que la composition ou la température initiale du métal à couler. Dans Le cadre de la coulée de t'acier, cette vitesse de rotation est de préfé- rence comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.
L'objet de La présente invention pourra être mieux compris à L'aide de La description qui va suivre et qui se réfère à La figure unique an- nexée. Cette figure représente, en coupe axiale verticale, une va- riante préférée de réalisaiton du dispositif de L'invention.
Dans cette figure 1, le dispositif de L'invention, désigné globalement par le repère numérique 1, est disposé entre une busette 2 équipant une poche ou un panier de coulée non représenté, et une lingotière de coulée continue 3.
Le dispositif 1 comprend essentiellement un conduit tubulaire 4, de section circulaire pouvant tourner autour de son axe longitudinal 5.
Les moyens 6 de mise en rotation de ce conduit tubulaire sont connus en soi et ils ne sont dès Lors pas représentés ni décrits en détail ici. Le conduit tubulaire 4, en cuivre, est pourvu d'un circuit de re- froidissement par eau identifié selon les flèches d'entrée 7 et 'de sortie 8 de L'eau de refroidissement. L'extrémité d'entrée du conduit tubulaire 4 est fermée par un disque 9 dans lequel est ménagée une ou- verture centrale Livrant passage à La busette 2. L'extrémité de sortie du conduit tubulaire 4 débouche dans une chambre 10 délimitée par une enceinte 11, laquelle chambre 10 met en communication t'espace inté- rieur du conduit tubulaire 4 avec La cavité intérieure de la Linge- tière 3.
La chambre 10 est raccordée à un appareil 12 connu en soi, à une source, non représentée, d'un gaz protecteur, par exemple d'argon.
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Le dispositif comporte enfin des moyens de réglage, schématisés par un vérin 13, pour faire varier l'angle a d'inclinaison du conduit tubu- Laire 4 par rapport à L'horizontale, en fonction notamment de l'impor- tance de La fraction solide désirée.
Cette figure permet de comprendre aisément le mode de fonctionnement du dispositif de L'invention.
Le dispositif 1 étant positionné par rapport à une Lingotière de cou- Lée continue'3, on amène une poche ou un panier de coulée, non re- présenté, dans une position teLLe que sa busette 2 soit engagée dans L'ouverture ménagée dans Le disque de fermeture 9. Le conduit tubu- laire 4 est mis en rotation autour de son axe longitudinal 5. Lorsque te métal liquide surchauffé provenant de la busette 2 s'écoule dans Le conduit tubulaire 4, iL y forme une veine 14 qui est entraînée en ro- tation par le mouvement du conduit tubulaire 4. et entraînement n'est cependant que partie( et Le métal Liquide retombe bientôt en arrière sous L'effet de La gravité. IL Libère ainsi La portion du conduit tu- buLaire 4 avec laquelle iL était en contact et qui peut dès Lors se refroidir, tandis qu'elle achève sa révolution.
La surface de refroi- dissement du métal liquide est constamment renouvelée, en raison de La condition essentielle que Le conduit tubulaire ne soit pas rempli de métal liquide. La rotation du conduit tubulaire 4 engendre des vi- tesses de déformation élevées au sein de La veine de métal 14; de ce fait, et malgré la présence de particules solidifiées qui donnent naissance à La phase pâteuse, le métal 14 conserve une fLuidité suf- fisante pour s'écouler dans La lingotière 3. Un gaz protecteur tel que L'argon, introduit par l'appareil 12 assure La protection du métal li- quide, respectivement pâteux, contre L'oxydation dans Le conduit tu- bulaire 4 et dans la chambre 10.
A titre d'exemple, on a coulé avec ce disposif des blooms d'une sec- tion de 220 mm x 220 mm, en acier contenant 0,7 % C,avec un débit de 20 t/h. La surchauffe initiale de L'acier était de 25 C; La tempéra-
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ture de t'acier dans La busette 'était ainsi de 1505 C. L'acier a été coulé dans un conduit tubulaire d'une longueur de 1 m et d'un diamètre intérieur de 0,2 m, incliné de 7 par rapport à l'horizontale et tournant à une vitesse de 0,5 t/s.
Le conduit tubulaire était refroidi par de L'eau assurant l'évacuation d'un flux de chaleur de 0,54 MW. Dans ces conditions, on a obtenu une fraction solide de 26 % en volume dans L'acier entrant dans la Lingotière.
Dans le dispositif de L'invention, le conduit tubulaire incLiné présente un diamètre suffisamment élevé pour ne pas être rempli par Le métal liquide qui y circule. Le conduit tubulaire présente de préférence une section circulaire, afin d'assurer un entrainement latéral aussi homogène que possible du métal au cours du mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation augmente La surface d'échange thermique entre Le conduit tubulaire et le métal Liquide; it provoque également une agitation du métal Liquide, qui augmente Le coefficient d'échange de chaleur à L'intérieur du conduit tubulaire.
Claims (9)
1. Dispositif pour La coulée d'un métal en phase pâteuse dans une Lin- gotière de coulée continue, comprenant un conduit tubulaire rectiligne, équipé de moyens de refroidissement et Légèrement incliné sur l'horizontale, caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire peut tourner autour de son axe longitudinal¯
2. Dispositif suivant ta revendication 1, caractérise en ce que t'ex- trémité d'entrée dudit conduit tubulaire est fermée par une plaque dans laquelle est ménagée une ouverture centrale et en ce que L'ex- trémité de sortie dudit conduit tubulaire débouche dans une chambre, délimitée par une enceinte, faisant communiquer L'espace intérieur dudit conduit tubulaire avec La Lingotiére.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite @ chambre est pourvue d'au moins un appareil d'introduction de gaz.
4. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que ledit conduit tubulaire est réalisé en un matériau bon conducteur de La chaleur, en particulier en cuivre.
5. Dispositif suivant L'une ou L'autre des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce que t'angte Ó d'inclinaison de t'axe longitudinal du- dit conduit tubulaire est compris entre 2 et 30 .
6. Dispositif suivant l'une ou L'autre des revendications 1 à 5, ca- ractérisé en ce que la vitesse de rotation dudit conduit tubulaire est comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.
7. Dispositif suivant L'une ou l'autre des revendications à 6, caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire présente une section circulaire.
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8. Dispositif suivant l'une ou L'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'ilcomporte des moyens de réglage de l'angle d'inclinaisor. dudit conduit tubulaire.
9. Installation pour La coulée d'un métal en phase pâteuse dans une tingotière de coulée continue, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de coutée suivant l'une ou t'autre des revendications 1 à 8, et en ce que ledit dispositif est disposé entre d'une part une poche ou un panier de coulée équipé d'une busette et d'autre part La Lingotière de coulée continue, de telle façon que Ladite busette dé-. bouche dans t'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire et que L'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire surplombe ladite lingotière de coulée continue.
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