FR2700283A1 - Immersed nozzle for continuous casting of metals - Google Patents
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Abstract
Description
BUSETTE IMMERGEE POUR LA COULEE CONTINUE DES METAUX
L'invention concerne le domaine de la coulée continue des métaux, notamment de l'acier. Elle a trait plus particulièrement à une busette immergée assurant l'introduction du métal liquide dans la lingotière.SUBMERSIBLE BUSETTE FOR CONTINUOUS CASTING OF METALS
The invention relates to the field of continuous casting of metals, in particular steel. It relates more particularly to a submerged nozzle ensuring the introduction of the liquid metal into the ingot mold.
Dans la coulée continue de l'acier, l'acier liquide contenu initialement dans la poche de coulée s'écoule d'abord dans un récipient intermédiaire, le répartiteur. Le fond du répartiteur est pourvu d'un ou de plusieurs orifices situés chacun à l'aplomb d'une lingotière de l'installation de coulée continue. Par cet orifice, un jet d'acier s1 écoule et pénètre dans la lingotière sans fond à parois énergiquement refroidies, à l'intérieur de laquelle sa solidification s1 initie. Cette solidification s'achève ensuite à l'air libre dans la partie inférieure de la machine de coulée. In the continuous casting of steel, the liquid steel initially contained in the ladle first flows into an intermediate container, the distributor. The bottom of the distributor is provided with one or more orifices each located directly above a mold for the continuous casting installation. Through this orifice, a jet of steel s1 flows and enters the bottomless ingot mold with energetically cooled walls, inside which its solidification s1 is initiated. This solidification then ends in the open air in the lower part of the casting machine.
Dans la grande majorité des cas, sur son parcours entre le répartiteur et la lingotière, le jet d'acier liquide est protégé par un tube en matériau réfractaire (par exemple en alumine graphitée) dont l'extrémité supérieure est connectée au fond du répartiteur, et dont l'extrémité inférieure plonge à l'intérieur du métal liquide en lingotière. Les rôles de ce tube, dit "busette immergée", sont de protéger le jet de métal liquide contre l'oxydation et la nitruration par l'air ambiant, de limiter son refroidissement en arrêtant son rayonnement, et d'amener le métal liquide dans la lingotière sous la couche de laitier de couverture afin d'éviter que le métal et le laitier ne forment une émulsion, de manière à prévenir l'entraînement dans le métal de particules de laitier.La configuration de la partie inférieure de la busette immergée peut prendre de multiples variantes en fonction de la forme de la section du produit coulé (circulaire pour les ronds, carrée ou faiblement rectangulaire pour les blooms et les billettes, rectangulaire à grand rapport longueur/largeur pour les brames) et de sa taille, et également des mouvements que l'on cherche à imposer au métal liquide à l'intérieur de la lingotière. On rencontre ainsi des busettes dites "droites", constituées d'un simple tube entièrement ouvert à son extrémité inférieure. On rencontre également des busettes dont l'extrémité inférieure est obturée et qui sont pourvues d'une multiplicité d'ouïes ménagées dans la paroi latérale de la busette.Ces ouïes peuvent être orientées horizontalement, ou obliquement en direction de la surface du métal en lingotière (dite "ménisque") ou de la partie inférieure de la lingotière. On a également proposé (voir le document
JP 1266950) une busette droite elle-même pourvue de petites ouïes latérales. En coulée de brames, la configuration la plus fréquente est une busette munie de deux ouïes latérales tournées chacune vers une petite face de la lingotière.In the vast majority of cases, on its path between the distributor and the ingot mold, the jet of liquid steel is protected by a tube made of refractory material (for example graphite alumina), the upper end of which is connected to the bottom of the distributor, and whose lower end plunges inside the molten metal in the mold. The roles of this tube, called "immersed nozzle", are to protect the jet of liquid metal against oxidation and nitriding by ambient air, to limit its cooling by stopping its radiation, and to bring the liquid metal into the ingot mold under the covering slag layer in order to prevent the metal and the slag from forming an emulsion, so as to prevent entrainment of slag particles in the metal. The configuration of the lower part of the submerged nozzle can take multiple variations depending on the shape of the section of the cast product (circular for rounds, square or slightly rectangular for blooms and billets, rectangular with large length / width ratio for slabs) and its size, and also movements that we seek to impose on the liquid metal inside the mold. So-called "straight" nozzles are thus encountered, consisting of a simple tube entirely open at its lower end. There are also nozzles whose lower end is closed and which are provided with a multiplicity of gills formed in the side wall of the nozzle. These gills can be oriented horizontally, or obliquely towards the surface of the metal in the mold. (called "meniscus") or from the lower part of the mold. We also proposed (see document
JP 1266950) a straight nozzle itself provided with small lateral openings. In slab casting, the most frequent configuration is a nozzle provided with two lateral openings each facing a small face of the mold.
La stabilité des écoulements du métal liquide à l'intérieur de la lingotière apparaît de plus en plus comme étant l'un des critères essentiels qui gouvernent la qualité du produit obtenu et la fiabilité du processus industriel. Un régime d'écoulement piston à l'intérieur de la lingotière avec une alimentation proche du ménisque serait le cas idéal, mais les busettes actuellement utilisées ne permettent pas de s'en approcher suffisamment. Avec une busette droite, le métal pénètre verticalement dans la lingotière à très grande vitesse et cela crée des turbulences défavorables qui se prolongent très bas dans le puits liquide, où elles entraînent profondément les inclusions présentes dans le métal. De ce point de vue, les busettes à ouïes latérales sont préférables.Toutefois elles ne permettent pas d'obtenir une très bonne stabilité des écoulements, dans la mesure où une grande partie du métal qui y transite va d'abord heurter violemment le fond de la busette avant de rebondir et de perturber l'écoulement du métal passant directement par les ouïes latérales. Ces perturbations sont elles-mêmes très instables dans le temps, car la busette n'est pour ainsi dire jamais en charge (c'est-à-dire totalement remplie de métal) et le jet a tendance à y tournoyer de manière anarchique ou à osciller d'une ouïe à l'autre. Du fait de ces perturbations, le métal s'écoulant par les ouïes ne remplit qu'imparfaitement celles-ci, et en sort avec une vitesse plus élevée que celle qui serait théoriquement définie par le diamètre nominal des ouïes. Il est alors projeté violemment contre la paroi de la lingotière et se divise en diverses boucles de recirculation.On obtient ainsi des écoulements en lingotière irréguliers, bien différents de l'écoulement piston idéal et causant notamment des irrégularités du niveau du ménisque très défavorables à la qualité de surface du produit coulé. Ces phénomènes ne font que s'accentuer au fil de la coulée, car des inclusions non-métalliques initialement contenues dans l'acier liquide s'accumulent sur le fond de la busette (zone appelée "cuvier" lorsqu'elle est en forme de cuvette et qu'elle s'étend en dessous des orifices internes des ouïes), et élèvent progressivement son niveau. The stability of the flows of liquid metal inside the ingot mold appears more and more as being one of the essential criteria which govern the quality of the product obtained and the reliability of the industrial process. A piston flow regime inside the mold with a supply close to the meniscus would be the ideal case, but the nozzles currently used do not allow it to get close enough. With a straight nozzle, the metal penetrates vertically into the mold at very high speed and this creates unfavorable turbulences which extend very low in the liquid well, where they deeply entrain the inclusions present in the metal. From this point of view, the nozzles with lateral openings are preferable. However, they do not make it possible to obtain very good stability of the flows, insofar as a large part of the metal which passes through them will first strike violently the bottom of the nozzle before bouncing and disturbing the flow of metal passing directly through the side vents. These disturbances are themselves very unstable over time, because the nozzle is almost never loaded (that is to say completely filled with metal) and the jet tends to spin in an anarchic way or oscillate from one hearing to another. Because of these disturbances, the metal flowing through the gills only imperfectly fills them, and leaves them with a higher speed than that which would be theoretically defined by the nominal diameter of the gills. It is then thrown violently against the wall of the mold and is divided into various recirculation loops. This gives irregular mold flows, very different from the ideal piston flow and causing in particular irregularities in the level of the meniscus very unfavorable to the surface quality of the cast product. These phenomena are only accentuated over the casting, because non-metallic inclusions initially contained in the liquid steel accumulate on the bottom of the nozzle (area called "vat" when it is in the form of a vat and that it extends below the internal orifices of the gills), and gradually raise its level.
Pour obtenir des écoulements plus réguliers, on peut envisager de recourir à des moyens d'action extérieurs sur le métal liquide, tels qu'un brasseur électromagnétique ou un frein électromagnétique. Ces moyens sont cependant coûteux, et pour le dernier, par encore totalement au point. To obtain more regular flows, one can consider resorting to external means of action on the liquid metal, such as an electromagnetic stirrer or an electromagnetic brake. These means are however expensive, and for the latter, still completely developed.
Le but de l'invention est de proposer un moyen simple de régularisation des écoulements du métal dans la lingotière, utilisable sur toute machine de coulée continue équipée d'une busette à ouïes latérales. The object of the invention is to provide a simple means for regulating the flow of metal in the mold, usable on any continuous casting machine equipped with a nozzle with lateral openings.
A cet effet, l'invention a pour objet une busette immergée pour la coulée continue des métaux liquides, notamment de l'acier, formée par un tube en matériau réfractaire obturé à son extrémité inférieure par un fond et comportant une pluralité d'ouïes ménagées sur la paroi latérale dudit tube, caractérisée en ce que le fond dudit tube comporte au moins un trou de fuite pour le passage de l'acier liquide, et en ce que la surface totale desdits trous de fuite est comprise entre 0,015 et 0,5 fois la section de passage intérieure du tube, préférentiellement entre 0,015 et 0,15 fois cette section de passage. To this end, the subject of the invention is a submerged nozzle for the continuous casting of liquid metals, in particular steel, formed by a tube of refractory material closed at its lower end by a bottom and comprising a plurality of openings on the side wall of said tube, characterized in that the bottom of said tube has at least one leakage hole for the passage of liquid steel, and in that the total surface of said leakage holes is between 0.015 and 0.5 times the inside passage section of the tube, preferably between 0.015 and 0.15 times this passage section.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à ménager dans le fond de la busette au moins un trou de fuite qui permet à une partie du métal parvenant jusqu'à lui de s'écouler dans la lingotière. La fonction des ces trous de fuite est d'atténuer le phénomène de remontée du métal liquide qui vient heurter le fond de la busette, et de dissiper une partie de l'énergie du métal s'écoulant dans la busette, en permettant l'écoulement d'une fraction du débit de métal par le fond de la busette. On obtient ainsi un meilleur remplissage de la section des ouïes latérales, ce qui minimise la vitesse de sortie du métal liquide. Cela permet de régulariser et de calmer les écoulements du métal dans la partie supérieure de la lingotière. On observe également une diminution de l'encrassement progressif des ouïes par des dépôts d'inclusions. As will be understood, the invention consists in providing at the bottom of the nozzle at least one leakage hole which allows part of the metal reaching it to flow into the mold. The function of these leakage holes is to attenuate the phenomenon of rising of the liquid metal which strikes the bottom of the nozzle, and to dissipate part of the energy of the metal flowing in the nozzle, by allowing the flow a fraction of the metal flow through the bottom of the nozzle. A better filling of the section of the side vents is thus obtained, which minimizes the speed of exit of the liquid metal. This helps to regulate and calm the metal flows in the upper part of the mold. There is also a decrease in the progressive fouling of the gills by inclusion deposits.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux figures annexées suivantes
- la figure 1 qui représente schématiquement vue en section longitudinale un exemple de busette immergée selon l'Art Antérieur plongeant dans une lingotière de coulée continue
- la figure 2 qui représente dans les mêmes conditions un exemple de busette immergée selon l'invention.The invention will be better understood on reading the description which follows, referring to the following appended figures
- Figure 1 which shows schematically seen in longitudinal section an example of submerged nozzle according to the Prior Art plunging into a mold for continuous casting
- Figure 2 which shows under the same conditions an example of a submerged nozzle according to the invention.
Sur la figure 1 on voit le fond 1 du répartiteur contenant l'acier liquide 2. Celui-ci s'écoule du répartiteur à travers une busette de sortie 3 ménagée dans une brique de siège 4 insérée dans le fond 1 du répartiteur. La busette immergée 5 est plaquée par des moyens connus non représentés contre le fond 1 du répartiteur et connectée à la brique de siège 3 d'une manière aussi étanche que possible, ou lui est incorporée de construction. Elle amène l'acier liquide 2 dans une lingotière sans fond 6 dont les parois (7,7') sont énergiquement refroidies et initient la solidification du métal liquide 2. On a ainsi représenté la peau solidifiée 8 qui se forme contre les parois (7,7') et croît en épaisseur au fur et à mesure que le produit est extrait de la lingotière 6. Cette extraction est symbolisée par la flèche 9. Le métal liquide 2 présent dans la lingotière 6 est surmonté par une couche de laitier de couverture 10 qui le protège de l'atmosphère ambiante, arrête son rayonnement et s'infiltre entre la peau solidifiée 8 et les parois (7,7') de la lingotière en lubrifiant leur contact. Classiquement, ce laitier peut être remplacé par une couche d'huile de lubrification. In Figure 1 we see the bottom 1 of the distributor containing the liquid steel 2. It flows from the distributor through an outlet nozzle 3 formed in a seat brick 4 inserted in the bottom 1 of the distributor. The submerged nozzle 5 is pressed by known means not shown against the bottom 1 of the distributor and connected to the seat brick 3 as tightly as possible, or is incorporated therein by construction. It brings the liquid steel 2 into a bottomless ingot mold 6 whose walls (7,7 ') are energetically cooled and initiate the solidification of the liquid metal 2. The solidified skin 8 which is formed against the walls (7) is thus represented. , 7 ') and increases in thickness as the product is extracted from the mold 6. This extraction is symbolized by the arrow 9. The liquid metal 2 present in the mold 6 is surmounted by a layer of covering slag 10 which protects it from the ambient atmosphere, stops its radiation and infiltrates between the solidified skin 8 and the walls (7,7 ') of the mold by lubricating their contact. Conventionally, this slag can be replaced by a layer of lubricating oil.
La busette immergée 5 selon l'Art Antérieur représentée à titre d'exemple sur la figure 1 est une busette à deux ouïes latérales orientées vers le bas, classiquement utilisée en coulée continue de brames. Elle comprend ainsi un tube réfractaire 11, par exemple en alumine graphitée, de section transversale sensiblement circulaire. Ce tube 11 est obturé à son extrémité inférieure par un fond 12, et le métal liquide 2 en provenance du répartiteur s'échappe de la busette 5 par deux ouïes (13,13') tournées chacune vers l'une des parois (7,7') de la lingotière 6. Dans la configuration représentée, ces ouïes (13,13') sont de plus orientées vers le bas de la lingotière.Une quenouille 14 pouvant osciller verticalement selon l'axe de la busette de sortie 3 du répartiteur assure de manière connue le réglage du débit du métal liquide 2 sortant du répartiteur, en fonction du niveau du ménisque 15 désiré dans la lingotière et de la vitesse de coulée. En variante, ce réglage peut être assuré, de manière également connue, par un dispositif à tiroir interposé entre le fond du répartiteur 1 et la partie supérieure de la busette immergée 5. Les écoulements du métal 2 résultant de cette configuration peuvent être modélisés par des essais sur maquette hydraulique en appliquant la théorie des similitudes. Une telle modélisation montre que, pendant la coulée, la busette immergée 5 telle qu'elle vient d'être décrite est rarement en charge, car le débit de métal liquide 2 est généralement réglé par la quenouille 14 à une valeur inférieure au débit maximal admissible.De plus les fréquentes oscillations de la quenouille 14 perturbent la régularité de l'écoulement du métal. Ces perturbations sont encore accentuées lorsqu'une insufflation de gaz neutre est pratiquée à l'intérieur de la busette 5 afin d'éviter l'oxydation du métal liquide par de l'air qui s'infiltrerait soit au niveau de la connexion entre la busette 5 et le fond 1 du répartiteur, soit par les porosités du tube réfractaire 11. De plus, dans la configuration représentée de l'extrémité inférieure de la busette 5, avec les ouïes (13, 13') inclinées vers le bas, on note la présence d'un espace 16, dit "cuvier", entre les bords inférieurs des orifices internes des ouïes (13,13') et le fond 12 de la busette. La profondeur de cet espace peut atteindre quelques dizaines de mm.Ce cuvier 16 constitue un lieu privilégié pour le dépôt des inclusions non-métalliques contenues dans l'acier liquide, et se comble progressivement au fur et à mesure que se forme le dépôt d'inclusions 17. Cette formation du dépôt 17 introduit une perturbation supplémentaire dans les écoulements du métal 2 hors de la busette 5 théoriquement prévus. Le résultat est que les ouïes (13,13') ne sont qu'imparfaitement remplies par le flot principal de métal. The submerged nozzle 5 according to the prior art shown by way of example in FIG. 1 is a nozzle with two lateral openings oriented downwards, conventionally used in continuous casting of slabs. It thus comprises a refractory tube 11, for example in graphite alumina, of substantially circular cross section. This tube 11 is closed at its lower end by a bottom 12, and the liquid metal 2 coming from the distributor escapes from the nozzle 5 by two openings (13,13 ') each facing one of the walls (7, 7 ') of the mold 6. In the configuration shown, these louvers (13,13') are moreover oriented towards the bottom of the mold. A stopper 14 which can oscillate vertically along the axis of the outlet nozzle 3 of the distributor ensures in known manner the adjustment of the flow rate of the liquid metal 2 leaving the distributor, as a function of the level of the meniscus 15 desired in the ingot mold and of the casting speed. Alternatively, this adjustment can be ensured, in a manner also known, by a drawer device interposed between the bottom of the distributor 1 and the upper part of the immersed nozzle 5. The flows of metal 2 resulting from this configuration can be modeled by hydraulic model tests by applying the theory of similarities. Such modeling shows that, during casting, the submerged nozzle 5 as just described is rarely loaded, because the flow of liquid metal 2 is generally adjusted by the stopper 14 to a value lower than the maximum admissible flow. .Furthermore the frequent oscillations of the stopper 14 disturb the regularity of the flow of the metal. These disturbances are further accentuated when a neutral gas is blown inside the nozzle 5 in order to avoid the oxidation of the liquid metal by air which would infiltrate either at the connection between the nozzle 5 and the bottom 1 of the distributor, either by the porosities of the refractory tube 11. In addition, in the configuration shown of the lower end of the nozzle 5, with the openings (13, 13 ') inclined downward, we note the presence of a space 16, called "vat", between the lower edges of the internal orifices of the gills (13,13 ') and the bottom 12 of the nozzle. The depth of this space can reach a few tens of mm. This tank 16 constitutes a privileged place for the deposit of the non-metallic inclusions contained in the liquid steel, and gradually fills up as the deposit of inclusions 17. This formation of the deposit 17 introduces an additional disturbance into the flows of the metal 2 outside the nozzle 5 theoretically provided for. The result is that the gills (13,13 ') are only imperfectly filled by the main flow of metal.
Cela équivaut pratiquement à une réduction importante de la surface de sortie disponible pour le métal, et à débit constant (imposé par l'ouverture de la quenouille 14), le métal sort de la busette 5 à une vitesse trop élevée et va heurter les parois (7,7') de la lingotière. Les écoulements se divisent alors en boucles de recirculation ascendantes (19,19') et descendantes (20,20'). Les boucles ascendantes (19,19') viennent lécher la poudre de couverture 10 et déforment le ménisque 15. I1 y a alors un risque de réentrainement de la poudre 10 au sein du métal coulé, ce qui détériore sa propreté. D'autre part, la solidification de la peau 8 devient irrégulière, et la qualité de surface du produit coulé est elle aussi dégradée. Les boucles descendantes (20,20') viennent lécher la peau solidifiée 8 et perturbent également sa formation.Enfin, on observe dans la partie supérieure des ouïes (13,13') la formation de dépôts d'inclusions (21,21') qui contribuent eux aussi au bouchage progressif des ouïes (13,13') et accentuent les phénomènes dont il vient d'être question. Ces inclusions sont issues du métal qui traverse les ouïes (13,13') à faible vitesse en dehors du flot principal, et proviennent également des courants de recirculation qui amènent à l'intérieur des ouïes (13,13') du métal qui a léché la poudre de couverture 10 et s'y est chargé en inclusions.This is practically equivalent to a significant reduction in the outlet surface available for the metal, and at a constant flow rate (imposed by the opening of the stopper 14), the metal leaves the nozzle 5 at too high a speed and will strike the walls. (7.7 ') from the mold. The flows are then divided into ascending (19,19 ') and descending (20,20') recirculation loops. The ascending loops (19,19 ') lick the covering powder 10 and deform the meniscus 15. There is then a risk of re-entrainment of the powder 10 within the cast metal, which deteriorates its cleanliness. On the other hand, the solidification of the skin 8 becomes irregular, and the surface quality of the cast product is also degraded. The descending loops (20,20 ') lick the solidified skin 8 and also disrupt its formation. Finally, we observe in the upper part of the gills (13,13') the formation of inclusion deposits (21,21 ') which also contribute to the progressive blockage of the gills (13,13 ') and accentuate the phenomena just mentioned. These inclusions come from the metal which crosses the gills (13,13 ') at low speed outside the main flow, and also come from the recirculation currents which bring inside the gills (13,13') the metal which has licked the cover powder 10 and loaded it with inclusions.
La figure 2 représente l'installation de la figure 1 équipée d'un exemple de busette selon l'invention (les éléments communs aux deux figures y sont désignés par les mêmes repères). La busette 5 a son fond 12 percé d'un trou de fuite 18 de diamètre sensiblement plus faible que le diamètre intérieur de la busette 5, par lequel peut s'écouler une fraction du métal liquide 2 présent dans la busette 5. Grâce à ce trou de fuite, une partie de l'énergie du jet de coulée est dissipée hors de la busette 5, puisque le rebond de l'acier liquide 2 sur le fond 12 est diminué. La régularité des écoulements dans la busette s'en trouve améliorée et la vitesse moyenne du métal diminuée.Le résultat est que le flot principal du métal 2 s'écoulant hors de la busette 5 remplit une fraction nettement plus importante de la section des ouïes (13,13') que dans le cas précédent, ce qui diminue la vitesse de sortie du métal. Les turbulences des écoulements dans la lingotière 6 sont donc nettement amoindries et les jets de métal sortant des ouïes (13,13') s'évasent doucement au lieu d'être orientés violemment contre les parois (7,7') de la lingotière 6. On n'observe ainsi plus les graves perturbations au niveau du ménisque 15, et les écoulements dans la partie inférieure de la lingotière 6 sont eux aussi exempts des recirculations (20,20') que l'on observait avec la busette classique. On se rapproche ainsi davantage de l'écoulement piston que l'on désire idéalement obtenir. Les dépôts d'inclusions dans le fond de la busette sont, d'autre part, considérablement diminués, ce qui garantit un fonctionnement de la busette à conditions constantes sur une plus longue période. De plus, les ouïes (13,13') étant à présent complètement remplies par du métal s'écoulant à sa vitesse normale en direction des parois (7,7') de la lingotière 6, en n'observe plus de dépôts anormaux d'inclusions dans la partie supérieure des ouïes (13,13'). Enfin lorsqu'on insuffle du gaz dans la busette 5, son mélange avec le métal liquide s'effectue de manière plus uniforme, ce qui améliore la stabilité de l'écoulement et la protection du métal contre l'air infiltré. 2 shows the installation of Figure 1 equipped with an example of a nozzle according to the invention (the elements common to the two figures are designated by the same references). The nozzle 5 has its bottom 12 pierced with a leakage hole 18 of diameter substantially smaller than the inside diameter of the nozzle 5, through which a fraction of the liquid metal 2 present in the nozzle 5 can flow. leakage hole, part of the energy of the pouring jet is dissipated out of the nozzle 5, since the rebound of the liquid steel 2 on the bottom 12 is reduced. The regularity of the flows in the nozzle is improved and the average speed of the metal decreased. The result is that the main flow of metal 2 flowing out of the nozzle 5 fills a much larger fraction of the section of the gills ( 13,13 ') than in the previous case, which decreases the metal exit speed. The turbulence of the flows in the mold 6 is therefore significantly reduced and the metal jets leaving the gills (13,13 ') flare gently instead of being violently oriented against the walls (7,7') of the mold 6 One thus no longer observes the serious disturbances at the level of the meniscus 15, and the flows in the lower part of the ingot mold 6 are also free from the recirculations (20, 20 ′) that were observed with the conventional nozzle. This brings us closer to the piston flow that we ideally wish to obtain. The deposits of inclusions in the bottom of the nozzle are, on the other hand, considerably reduced, which guarantees an operation of the nozzle at constant conditions over a longer period. In addition, the openings (13,13 ') being now completely filled with metal flowing at its normal speed towards the walls (7,7') of the mold 6, no longer observing any abnormal deposits of 'inclusions in the upper part of the gills (13,13'). Finally, when gas is blown into the nozzle 5, its mixing with the liquid metal takes place in a more uniform manner, which improves the stability of the flow and the protection of the metal against infiltrated air.
Le trou de fuite 18 doit être suffisamment grand, afin d'une part d'avoir une influence significative sur la dissipation d'énergie à l'intérieur de la busette 5 et d'autre part de limiter les risques de son bouchage par les inclusions. Mais inversement, un trou de fuite 18 d'une taille excessive conduirait à envoyer une fraction trop importante de métal liquide dans la région axiale de la lingotière 6, et on s'éloignerait ainsi des conditions d'un écoulement piston telles qu'on les recherche. De plus on risquerait de retomber dans le défaut que l'on cherchait à éviter, à savoir un mauvais remplissage des ouïes (13,13') par le flot de métal liquide 2 qui s'en échapperait. The leakage hole 18 must be large enough, on the one hand to have a significant influence on the dissipation of energy inside the nozzle 5 and on the other hand to limit the risks of its blockage by inclusions . Conversely, however, an excessively large leakage hole 18 would cause too large a fraction of liquid metal to be sent into the axial region of the mold 6, and this would depart from the conditions of a piston flow such as they are research. In addition, we risk falling back into the defect that we were trying to avoid, namely a poor filling of the gills (13,13 ') with the flow of liquid metal 2 which would escape from it.
Pour éviter un bouchage du trou de fuite 12, son diamètre minimal doit être de 5 mm. Pour une résolution satisfaisante des problèmes d'hydrodynamique, si la busette 5 a une section intérieure égale à So, la surface du trou de fuite 18 doit être comprise entre 0,015 So et 0,5 So. To avoid blockage of the leakage hole 12, its minimum diameter must be 5 mm. For a satisfactory resolution of the hydrodynamic problems, if the nozzle 5 has an internal section equal to So, the surface of the leakage hole 18 must be between 0.015 So and 0.5 So.
Préférentiellement, cette surface est comprise entre 0,015 So et 0,15 So. L'invention se distingue ainsi nettement de la busette du document JP 1266950, où le trou central de la busette a un diamètre égal au diamètre intérieur de la busette et représente la principale voie de sortie pour le métal liquide. Les petites ouïes latérales ne sont là que pour créer une possibilité de retour à l'intérieur de la busette d'une fraction du métal de la lingotière.Preferably, this surface is between 0.015 So and 0.15 So. The invention is thus clearly distinguished from the nozzle of document JP 1266950, where the central hole of the nozzle has a diameter equal to the internal diameter of the nozzle and represents the main outlet for liquid metal. The small side vents are only there to create a possibility of returning a fraction of the metal from the mold to the interior of the nozzle.
I1 est également possible de prévoir, au lieu d'un trou de fuite 12 unique, une pluralite de trous de fuite dont la somme des surfaces serait comprise entre 0,015 So et 0,5 So, et dont chacun aurait un diamètre supérieure ou égal à 5 mm. It is also possible to provide, instead of a single leakage hole 12, a plurality of leakage holes the sum of the areas of which would be between 0.015 So and 0.5 So, and each of which would have a diameter greater than or equal to 5 mm.
On a alors avantage à les disposer le plus loin possible des ouïes, afin de réduire l'importance des zones mortes au fond du cuvier.It is therefore advantageous to have them as far as possible from the gills, in order to reduce the importance of the dead zones at the bottom of the vat.
L'invention peut être utilisée avec profit sur toute busette immergée pourvue d'ouïes latérales, quels que soient le nombre et les orientations de celles-ci et le format du produit coulé (y compris, par exemple, les produits plats de très faible épaisseur coulés entre deux cylindres rotatifs refroidis). Elle est particulièrement efficace lorsque la busette comporte un cuvier de quelques dizaines de mm de profondeur. Mais elle est aussi applicable aux busettes connues munies d'un fond conique protubérant, ou d'un fond plat situé au ras du bord inférieur des ouïes. The invention can be used with profit on any submerged nozzle provided with lateral openings, whatever the number and the orientations thereof and the format of the cast product (including, for example, very thin flat products cast between two cooled rotary cylinders). It is particularly effective when the nozzle includes a vat of a few tens of mm deep. But it is also applicable to known nozzles provided with a protruding conical bottom, or a flat bottom located flush with the lower edge of the gills.
A titre d'exemple, de très bons résultats ont été obtenus avec une busette présentant les caractéristiques suivantes, installée sur une coulée continue de brames d'acier
- diamètre extérieur du tube 11 : 120 mm
- diamètre intérieur du tube 11 : 80 mm
- diamètre des ouïes (13,13') : 80 mm
- ouïes orientées vers le bas, avec leur axe incliné de 35 par rapport à l'horizontale
- profondeur du cuvier 16 (mesurée entre le bord inférieur des ouïes (13,13') et le fond 12) : 10 mm ;
- diamètre du trou de fuite : 16 mm.By way of example, very good results have been obtained with a nozzle having the following characteristics, installed on a continuous casting of steel slabs
- outside diameter of tube 11: 120 mm
- inner diameter of tube 11: 80 mm
- diameter of the gills (13.13 '): 80 mm
- downward-oriented louvers, with their axis inclined by 35 relative to the horizontal
- depth of the vat 16 (measured between the lower edge of the gills (13,13 ') and the bottom 12): 10 mm;
- diameter of the leakage hole: 16 mm.
Les autres conditions de coulée étaient
- dimensions de la lingotière : 1300 x 220 mm
- vitesse de coulée : 1,6 m/min.The other casting conditions were
- dimensions of the mold: 1300 x 220 mm
- casting speed: 1.6 m / min.
Bien entendu, l'invention est applicable à la coulée continue de tout métal liquide, et pas seulement de l'acier. Of course, the invention is applicable to the continuous casting of any liquid metal, and not only of steel.
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