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WO2013068346A1 - Coulée par soutirage - Google Patents

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Publication number
WO2013068346A1
WO2013068346A1 PCT/EP2012/071932 EP2012071932W WO2013068346A1 WO 2013068346 A1 WO2013068346 A1 WO 2013068346A1 EP 2012071932 W EP2012071932 W EP 2012071932W WO 2013068346 A1 WO2013068346 A1 WO 2013068346A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold
casting
connecting sleeve
metal
walls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/071932
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Vatant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KL INDUSTRIES Sarl
Original Assignee
KL INDUSTRIES Sarl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KL INDUSTRIES Sarl filed Critical KL INDUSTRIES Sarl
Priority to EP12780765.9A priority Critical patent/EP2776187A1/fr
Publication of WO2013068346A1 publication Critical patent/WO2013068346A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0401—Moulds provided with a feed head

Definitions

  • the present invention relates to a device and a process for continuous casting of a metal product, such as for example steel.
  • the molten metal is continuously discharged into a bottomless vessel, referred to as an ingot mold.
  • the mold generally comprises cooled walls which limit a casting cavity with a substantially vertical axis.
  • the molten metal is usually fed into pockets, which feed a container called a dispenser.
  • the interior of the dispenser is generally covered with a refractory material resistant to high temperatures.
  • a pouring orifice is arranged by which a jet of molten metal is poured, thereby supplying the mold with gravity.
  • the bottom of the mold is closed so as to form a bath of liquid metal.
  • the metal is poured in free fall by pouring into the mold.
  • the upper level of the metal bath that is to say the level of the meniscus, remains generally free at atmospheric pressure.
  • the initial solidification of the steel in the mold significantly determines the final quality of the cast product.
  • the casting speed that is to say the speed at which the product is extracted from the mold
  • the surface quality of the product remains coarse. Indeed, strong contraction horns occur at the meniscus and in contact with the cooled copper walls of the mold.
  • a powder or lubricating oil is introduced into the mold, either above the meniscus or along the walls.
  • the mold is driven by a vertical oscillation movement, which forces the lubricant present in the meniscus to enter between the copper walls of the mold and the steel.
  • this oscillation movement aggravates the solidification marks, which promotes the appearance of surface defects and subcutaneous defects.
  • a breakthrough occurs if the solidified skin is not thick enough and rigid enough to hold the jet of hot metal flowing into the mold. The thin skin that is stressed easily gives way to mechanical stress. The skin is pierced and the molten metal leaves little cooled of the mold. Depending on the severity of the breakthrough, the amount of steel spilled in the machine can be in the range of 3 to 5 tons and sometimes more.
  • This situation poses a risk for the durability of the casting machine, and the repair time of a poured casting installation is important.
  • the feed jet penetrates deeply into the metal bath and promotes the concentration of carbon C, sulfur S, phosphorus P and alloying elements at center of the product.
  • This phenomenon called segregation, is not easily acceptable for a number of products, such as heavy plate or rolling steels or other applications in which the core of the product must be homogeneous. Segregation negatively affects all mechanical characteristics in a general way and in a more or less severe way: bending, shearing, torsion and especially resilience through. All these values are deteriorated due to the concentration of late solidification elements in the center.
  • the most critical points are the weldability of the plates and the heterogeneity of hardness of the rolling elements.
  • the hot-headed mold which seeks to reduce the meniscus contraction horns by avoiding a consequent cooling in the upper part of the mold.
  • High frequency oscillation or ultra-sound oscillations serve the same purpose.
  • a refractory extension of the mold has also been proposed.
  • Such an enhancement is able to produce a hot meniscus.
  • the triple point constituted by the refractory-steel-copper triple-join presents a fundamental stumbling block because the conditions of solidification are random there for the reason that the distribution of the temperatures of the elements is uncertain and diffuse. It remains, in this method, to find a way of introduction of the suitable lubricant and materials likely to offer acceptable lifetimes.
  • a metal casting device comprising at least one mold having cooled walls, with internal faces which limit a casting cavity.
  • the axis of the casting cavity, or casting axis is substantially vertical.
  • the at least one mold has an upper liquid metal inlet opening and a lower product discharge port.
  • the device comprises an ingot sleeve.
  • the connecting sleeve includes walls having internal faces that limit a cavity.
  • the walls comprise at least one orifice.
  • the connecting sleeve is arranged upstream of the mold and settling on the walls of the mold through the at least one seal, so that the cavity extends the casting cavity of the mold towards the top.
  • the device comprises a distributor, which serves to feed the at least one mold with liquid metal.
  • the dispenser comprises a bottom having an outer face, walls and at least one pouring orifice arranged in its bottom.
  • the dispenser is placed on the walls of the connecting sleeve via at least one seal.
  • the pouring orifice is extended downwards by a pouring channel, which penetrates into the casting cavity of the mold without touching the inner faces of the mold.
  • the casting channel comprises at least one outlet orifice near its end, through which the metal flows into the mold;
  • the at least one orifice of the connecting sleeve is connected to a filling means, which serves to fill the annular chamber with at least one substance.
  • This annular chamber which is delimited, during the operation of the device, at least by the internal faces of the connecting sleeve, the external faces of the casting channel, the external face of the bottom of the distributor, and the free surface of the metal cast in the ingot mold, as soon as the level of the metal in the mold is greater than the level of the at least orifice outlet of the pouring channel.
  • the filling means may comprise gas injection means connected to at least one orifice of the connecting sleeve.
  • the filling means comprise pressure regulating means.
  • the filling means may advantageously comprise powder injection means connected to at least one orifice of the connecting sleeve.
  • the connecting sleeve may comprise closure means which allow the closure of the cavity.
  • a flexible bellows may be interposed between the connecting sleeve and the mold, or between the distributor and the connecting sleeve.
  • the walls of the pouring channel may have a non-constant longitudinal profile.
  • the longitudinal profile of the walls of the pouring channel may have a conical shape which tapers downwards.
  • the pouring channel is eccentrically disposed with respect to the central axis of the mold.
  • the casting channel may advantageously comprise at least two outlet orifices located near its end.
  • a method of controlling the metal casting conditions using the described device is proposed.
  • the pressure exerted by a gas in the annular chamber is regulated so as to permanently maintain the free surface of the metal at a substantially constant level. It is preferable that the pressure exerted by the gas in the chamber can be regulated to oscillate between a lower value and a higher value, so as to oscillate the free surface of the metal between a higher level and a lower level. .
  • the occupation of the volume of the annular chamber can be regulated so as to permanently maintain the free surface of the metal at a level
  • a connecting sleeve serves to be arranged between an ingot mold and a distributor in a metal casting device. It includes walls having internal faces. The walls which limit a cavity and comprise at least one orifice which is settable to filling means.
  • the implementation of the present invention makes it possible to cast metal products at high speeds, and to maintain a high quality of cast products. This is achieved by means of an additional piece interposed between the distributor and the mold.
  • the connecting sleeve allows to introduce substances possibly pressurized in the closed chamber located above the meniscus of metal.
  • the use of the sleeve makes it possible to regulate the feeding speed of the mold. This ensures the stability of the meniscus level, which improves the initial solidification of the product, while allowing higher extraction rates.
  • Figure 1 is a schematic illustration of an exploded sectional view of a configuration of the device according to the present invention.
  • Figure 2 is a schematic sectional illustration of a configuration of the device according to the present invention.
  • Figure 3 is a schematic sectional illustration of a configuration of the device according to the present invention.
  • Figure 4 is a schematic sectional illustration of a configuration of the device according to the present invention.
  • Figure 6 is a schematic sectional illustration of a configuration of the device according to the present invention.
  • Figure 8a, b and c are schematic sectional illustrations of a configuration of a detail of the device according to the present invention.
  • the device 001 comprises a mold 010 having cooled walls 01 1 copper.
  • the internal faces 012 of the mold 010 limit a casting cavity 013 substantially vertical axis.
  • the molten metal enters the ingot mold through an upper inlet port.
  • the solidified or partially solidified product is extracted from the mold by a lower discharge orifice 014.
  • a connection sleeve 020 is arranged upstream of the mold 010.
  • the sleeve comprises walls 021, the internal faces 022 of which delimit a cavity 023. At least one of the walls 022 comprises at least one orifice 024.
  • the sleeve 020 is placed on the walls 01 1 of the mold. In this way, the casting cavity 013 of the mold is extended upwards.
  • the connecting sleeve 020 is a single piece, mail it can also be composed of multiple elements, which, once assembled, constitute the sleeve.
  • a distributor 040 Upstream of the connecting sleeve 020, a distributor 040, at least the inner walls of which are covered with a refractory material, is placed on the walls of the sleeve 021, via joints 031.
  • the dispenser 040 serves to feed the mold of molten metal.
  • a pouring orifice 043 In the bottom of the distributor 041, a pouring orifice 043 is arranged, which is extended downwards by a channel or pouring tube 050.
  • the pouring channel extends inside the cavity 023 formed by the sleeve of connection 020, and has at least one outlet orifice 052 near its end, which is located in the casting cavity 013 of the mold.
  • the walls 051 of the casting channel 050 do not touch the walls of the sleeve 022, nor those of the mold 012.
  • the supply of the dispenser is conventionally by pockets of liquid steel, not described.
  • the dispenser may also have several pouring holes such as the one described, feeding several ingot molds, or production lines, in parallel.
  • a bath of liquid metal is formed in the mold.
  • the liquid metal exits the exit orifice of the pouring channel and rises to a level 070 slightly higher than that of the outlet orifice 052.
  • the outlet orifice is thus immersed in the metal bath.
  • the free surface of the molten metal therefore forms an annular meniscus (assuming a section of the circular product).
  • the ring is bounded on the outside by the internal faces of the walls of the mold 012 or the connecting sleeve 022, and inside by the outer faces of the walls 051 of the pouring channel.
  • Access to this annular chamber 060 is given by the at least one orifice 024 arranged in one of the walls 021 of the connecting sleeve.
  • Filling means 080 are connected to this orifice in a sealed manner. This allows the introduction of substances into the annular chamber 060.
  • the purpose of introducing a substance into the annular chamber is the control of the meniscus level, as well as the control of the speed of the liquid metal feed jet.
  • the density of the liquid metal is denoted by p, and g describes the acceleration of gravity.
  • the height h can be determined at any time by known sensors 015, 045 installed at the distributor and the annular chamber. So the pressure P can be determined using these measurements.
  • P pgh
  • the ratio of the sections determines the feeding speed with respect to the casting speed. This greatly reduces disturbances on the surface of the meniscus. In practice, a ratio (S c / S a ) of at most 5 between feed and casting speeds is recommended. As the feed rate is independent of the conditions upstream of the casting tube, it is possible to feed several molds with a single distributor, while using potentially different casting speeds on all the casting lines. .
  • a first port 124 of the connecting sleeve 120 is used to fill the annular chamber 160 with a gas.
  • this orifice is arranged in the upper part of the connecting sleeve.
  • a second port 125 of the connecting sleeve is used as the exhaust outlet of the gas.
  • a gas pipe 181 is connected to the first port in a sealed manner. The sealing seal is ideally resistant to high temperatures.
  • a pressure regulating means 184 is arranged to regulate the pressure of the gas introduced into the chamber 160.
  • the pressure regulator 184 uses the metal level measurements z2 and z1 in the distributor and in the annular chamber, provided by sensors 145, 1 15 installed at the distributor and the annular chamber, in order to calculate the height h and the pressure Pm to be applied to the surface of the meniscus 170.
  • the regulator 184 is additionally arranged to be able to act on valves or valves 182, 183 which serve to regulate the influx of gas entering and leaving the annular chamber.
  • the pressure of the injected gas, Pm which is applied to the surface of the meniscus, is advantageously regulated so as to be substantially equal to the pressure P exerted by the steel column on the surface of the meniscus.
  • a gas neutral for steel is used, such as argon, nitrogen, helium or others.
  • the pressure regulation means are used to modulate the pressure Pm of the injected gas, and thus to vary the meniscus level.
  • the modulation may for example be a sinusoidal modulation around the mean value pressure Pm.
  • the resulting low amplitude controlled movement at the meniscus produces an effect similar to the mechanical oscillations of the mold that have been described, and facilitates the lubrication of the mold walls. This method allows the elimination of the mechanical oscillation means.
  • the filling means 280 comprise a container such as a hopper 290 containing the lubricant 291 is advantageously connected by a conveying line 292 to the supply line.
  • Gas 281. The gas, the pressure of which is regulated by the regulation means 284. can thus be loaded with lubricant by opening the valve 293, before entering the chamber through the inlet orifice 224.
  • the annular chamber 260 is filled with gas and powder during the casting process.
  • the gas leaving the chamber through the outlet orifice 225 is filtered 285 in order to extract the lubricant, before being reinjected into the circuit.
  • a separate orifice of the gas inlet orifice is arranged in the upper part of the connecting sleeve, to ensure the supply of lubricating powder. This configuration is not illustrated.
  • FIG. 6 Another aspect of the invention is illustrated in FIG. 6. This aspect uses the same underlying casting principle.
  • the at least one port 324 of the connecting sleeve 320 is used to fill the annular chamber 360 of lubricating powder with a filling means 380.
  • the level of the meniscus 370 is measured using known sensors 315 in art.
  • the volume of the annular chamber is filled with powder.
  • at least a portion of the inner walls of the connecting sleeve is covered with a refractory material 326.
  • the pressure P exerted on the meniscus by the steel column pushes the meniscus 370 against the block of powder that occupies all the available volume.
  • a pressure Pm equivalent to P compensates the pressure P and the equilibrium effect is similar to that previously described.
  • the distributor feeds the mold with an equivalent volume of liquid metal until the meniscus is pushed against the block of powder.
  • the orifice 324 of the connecting sleeve 320 through which the lubricating powder 391 is introduced, is preferably arranged in the upper part of the sleeve.
  • the powder that enters the chamber is in powder form or, more preferably, in granular form. As the powder approaches the hot meniscus 370, it gradually melts. It forms a fluid layer 327 on the surface of the meniscus.
  • the powder therefore has on the one hand a role of pressure regulation, and on the other hand a role of lubrication. This has the consequence that the disturbances on the surface of the meniscus are reduced, since the feeding of the mold in liquid metal is not done in free fall. The initial solidification is improved by the quiet surface of the metal and the quality of the cast product is thus improved. In addition, regular lubrication facilitates the extraction of the product.
  • One way of introducing the lubricating powder into the connecting sleeve 320 is by using a container such as a sealed hopper 390 and installed at a level higher than that of the annular chamber 360.
  • the lower part of the hopper is connected by a line 393 to a port 324 of the connecting sleeve, through which the powder 391 can flow into the chamber above the meniscus 370.
  • the powder flows by gravity.
  • the emptied upper part of the hopper is connected to pressure control means not shown, for example using a pressurized gas.
  • the pressure in the upper part of the hopper has a non-return function, which prevents the powder from flowing back into the conveying line 393.
  • mechanical means such as a worm, are arranged in the pipe routing, in order to supply the annular powder lubricating chamber. Such means will be known to those skilled in the art.
  • the form of the casting tube which is cylindrical in a conventional manner, advantageously has a conical profile, parabolic, or other.
  • An example of a conical section is shown in Figure 7. While the tube has a constant hollow section, the walls become thinner progressively at least in the lower part tube 450 which is located in the cavity of the connecting sleeve and in the casting cavity of the mold.
  • the pouring channel 450 is provided with a leak upstream of the pouring orifice. As illustrated in FIG.
  • the casting tube 650 is cut obliquely at the end surrounding the pouring orifice 652, so as to locate the section of the pouring orifice in an oblique plane 654 relative to the 670.
  • Dysymmetry of the jet stabilizes the flow by preferentially orienting it in one direction, which avoids the known hydraulic swaying effects when the jets are symmetrical and centered, leading in these cases to random perturbation.
  • the deflection of the pouring stream into the mold can also result in a biased heating of the liquid bath, since the liquid metal preferably flows on the side of the pouring tube having the pouring orifice situated furthest upstream of its end. .
  • the pouring tube is arranged in the bottom of the distributor eccentrically with respect to the central axis of the mold. This configuration is illustrated in Figure 8c.
  • a distributor provided with a pouring tube arranged in the center of its bottom, is placed eccentrically on the connecting sleeve.
  • the connecting sleeve As a safety precaution, it is advantageous for the connecting sleeve to be equipped with a closure system.
  • the stopper used to close the pour channel in the dispenser can be used to stop the process.
  • An additional system or Alternative to the stopper rod is, according to the present invention, arranged in the connecting sleeve.
  • the system not illustrated, consists of a drawer, for example refractory material, which closes the casting channel by inserting a plate perpendicular to the casting axis. The insertion of the plate is controlled by means of a cylinder.
  • the casting channel has in this configuration at least one breakthrough perpendicular to the casting axis, which serves to insert the plate, and which, when the channel is not closed, is surrounded by a refractory ring secured to the plate .
  • a bellows under the distributor, or on the mold can be practiced when the thermal expansions are poorly known or uncertain, when the levels of the planes of application of the joints move away too much from the tolerance of parallelism desired , or in general when the positions of the elements constituting the device remain poorly defined.
  • a bellows of low flexibility, is interposed between the distributor and the connecting sleeve, or between the connecting sleeve and the mold.
  • This bellows can also be used for the case where conventional mechanical oscillation is maintained, or when the dispenser capacity is determined by weighing in order to avoid too much distortion of the height calculation of the induced level.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de coulée de métal. Le dispositif comprend au moins une lingotière, un distributeur, ainsi qu'un manchon de liaison, et sert à implémenter un procédé de coulée de métal par soutirage.

Description

Coulée par soutirage
Domaine technique La présente invention est relative à un dispositif et un procédé de coulée en continu d'un produit métallique, comme par exemple l'acier.
Contexte de l'invention Dans une installation de coulée continue d'acier, le métal en fusion est déversé en continu dans un récipient sans fond, appelé lingotière. La lingotière comprend en général des parois refroidies qui limitent une cavité de coulée à axe sensiblement vertical. Le métal fondu est généralement acheminé dans des poches, qui alimentent un récipient appelé distributeur. L'intérieur du distributeur est généralement couvert d'une matière réfractaire résistante à des températures élevées. Dans le fond du distributeur, un orifice de coulée est agencé par lequel se déverse un jet de métal en fusion, alimentant ainsi par effet gravitaire la lingotière. Au début de coulée, le fond de la lingotière est obturé de façon à former un bain de métal liquide. Au contact du métal fondu avec les parois refroidies de la lingotière, une peau ou croûte de métal solidifiée se crée le long des faces internes de la lingotière. Son épaisseur augmente progressivement vers le bas, ce qui permet d'extraire un produit coulé par l'orifice inférieur de sortie. Le produit présente un cœur liquide puis une transition pâteuse, maintenus par la peau solidifiée. Après solidification totale, ce produit peut être coupé à la sortie de la machine.
Le métal est coulé en chute libre par déversement dans la lingotière. Le niveau supérieur du bain de métal, c'est-à-dire le niveau du ménisque, reste en général libre à la pression atmosphérique. La solidification initiale de l'acier en lingotière détermine de façon signifiante la qualité finale du produit coulé.
D'une part, si la vitesse de coulée, c'est-à-dire la vitesse à laquelle le produit est extrait de la lingotière, est basse, la qualité en surface du produit reste grossière. En effet, de fortes cornes de contraction se produisent au niveau du ménisque et au contact avec le cuivre refroidi des parois de la lingotière. Afin d'éviter que l'acier ne se colle aux parois de la lingotière, il est nécessaire de lubrifier les parois de celle-ci. A cet effet, une poudre ou huile lubrifiante est introduite dans la lingotière, soit au-dessus du ménisque, soit le long des parois. La lingotière est animée d'un mouvement d'oscillation vertical, qui force le lubrifiant présent au ménisque à rentrer entre le cuivre des parois de la lingotière et l'acier. Cependant, ce mouvement d'oscillation aggrave les marques de solidification, ce qui favorise l'apparition de défauts de surface et de défauts sous-cutanés. Comme conséquence, il est souvent nécessaire de procéder au « scarfing » ou écriquage pour les aciers au carbone, au meulage pour les aciers inoxydables. Lors de ces procédures, une épaisseur importante d'acier est enlevée du produit afin d'éliminer les défauts de surface, ce qui détériore le rendement du procédé de production.
D'autre part, si la vitesse de coulée est trop élevée, le risque de percée augmente. Une percée a lieu si la peau solidifiée n'est pas assez épaisse et rigide pour pouvoir contenir le jet de métal chaud qui se déverse dans la lingotière. La peau mince sollicitée cède facilement aux sollicitations mécaniques. La peau est percée et le métal fondu sort peu refroidi de la lingotière. Selon la gravité de la percée, la quantité d'acier déversée dans la machine peut être de l'ordre de 3 à 5 tonnes et parfois plus.
Cette situation présente un risque pour la pérennité de la machine de coulée, et le temps de réparation d'une installation de coulée ayant subi une percée est important.
Cependant, une vitesse de coulée ralentie et donc moins risquée entraine un débit de production réduit. Il est donc nécessaire de multiplier les lignes de coulées afin d'assurer un débit de production convenable. Ceci a comme conséquence une multiplication des coûts ainsi que des besoins d'entretien.
Dans tous les cas, l'alimentation par gravité de la lingotière implique que la surface du ménisque est fortement perturbée par la formation de vagues. Ce phénomène dynamique accroît de surplus le risque de formation de peaux de solidification doubles. Les vagues au niveau du ménisque créent des débordements qui conduisent au collage du ménisque d'acier et constituent autant de points de déchirures possibles de la peau.
Le jet d'alimentation pénètre profondément dans le bain de métal et favorise la concentration de carbone C, souffre S, de phosphore P et d'éléments d'alliage au centre du produit. Ce phénomène, appelé ségrégation, n'est pas aisément acceptable pour un certain nombre de produits, comme les tôles fortes ou les aciers à roulement ou autres applications dans lesquelles le cœur du produit doit être homogène. La ségrégation affecte négativement toutes les caractéristiques mécaniques d'une manière générale et de façon plus ou moins sévère : flexion, cisaillement, torsion et surtout la résilience travers. Toutes ces valeurs sont détériorées en raison de la concentration des éléments à solidification tardive au centre. Les points les plus critiques étant la soudabilité des tôles fortes et l'hétérogénéité de dureté des éléments de roulement.
Différentes techniques ont été proposées afin de remédier à certains de ces problèmes. Par exemple, la lingotière à tête chaude, qui cherche à réduire les cornes de contraction au ménisque en évitant un refroidissement conséquent dans la partie supérieure de la lingotière. L'oscillation à haute fréquence ou à ultra-son vise le même objectif. Une rehausse réfractaire de la lingotière a également été proposée. Une telle réhausse est apte à produire un ménisque chaud. Cependant, le point triple constitué par la triple mitoyenneté réfractaire-acier-cuivre présente un écueil fondamental car les conditions de solidification y sont aléatoires pour la raison que la distribution des températures des éléments est incertaine et diffuse. Il demeure, dans cette méthode, à trouver un mode d'introduction du lubrifiant convenable et des matériaux susceptibles d'offrir des durées de vie acceptables.
Dans tous ces procédés, le jet d'alimentation demeure en chute libre. Ceci implique que ni l'impacte dynamique, ni la refusion profonde, ni la ségrégation ne sont réellement traités. Seul le volume d'alimentation est réglé par obturation partielle de l'orifice d'écoulement du distributeur, moyennant une quenouille. En plus, la vitesse du jet crée un effet de trompe à vide, qui favorise l'oxydation par l'air aspiré et ajoute des inclusions d'oxydes néfastes dans le produit. Une technique dite à soutirage a été proposé dans EP 0 943 380 A1 . Il y est prévu d'utiliser une lingotière intégrant des moyens de régulation de pression, qui sont aptes à créer une pression gazeuse dans l'espace séparant la surface libre du ménisque de la face inférieure du distributeur. Cette pression est adaptée à compenser la pression ferro-statique exercée par la colonne de métal située au-dessus du ménisque. Par effet de soutirage, un volume équivalent au volume d'acier extrait de la lingotière est remplacé par du métal liquide en provenance du distributeur. Ceci évite une plongée du métal liquide en chute libre, et diminue les turbulences à la surface du ménisque, et les conséquences qui y sont liées. Résumé de l'invention
Selon un premier aspect de la présente invention, un dispositif de coulée de métal est proposé. Le dispositif comprend au moins une lingotière ayant des parois refroidies, avec des faces internes qui limitent une cavité de coulée. L'axe de la cavité de coulée, ou axe de coulée est sensiblement vertical. L'au moins une lingotière présente un orifice supérieur d'entrée du métal liquide et un orifice inférieur d'évacuation d'un produit.
Le dispositif comprend un manchon de liaison par lingotière. Le manchon de liaison comprend des parois ayant des faces internes qui limitent une cavité. Les parois comprennent au moins un orifice. Le manchon de liaison est agencé en amont de la lingotière et se, se posant sur les parois de la lingotière au par l'intermédiaire au moins d'un joint, de façon à ce que la cavité prolonge la cavité de coulée de la lingotière vers le haut.
Le dispositif comprend un distributeur, qui sert à alimenter l'au moins une lingotière avec du métal liquide. Le distributeur comprend un fond ayant une face extérieure, des parois et au moins un orifice de coulée agencé dans son fond. Le distributeur est posé sur les parois du manchon de liaison par l'intermédiaire au moins d'un joint. L'orifice de coulée est prolongé vers le bas par un canal de coulée, qui pénètre dans la cavité de coulée de la lingotière sans toucher les faces internes de la lingotière. Le canal de coulée comprend au moins un orifice de sortie au voisinage de son extrémité, par lequel le métal s'écoule dans la lingotière; L'au moins un orifice du manchon de liaison est connecté à un moyen de remplissage, qui sert à remplir à l'aide d'au moins une substance la chambre annulaire. Cette chambre annulaire qui est délimitée, pendant l'opération du dispositif, au moins par les faces internes du manchon de liaison, les faces externes du canal de coulée, la face externe du fond du distributeur, et la surface libre du métal coulé dans la lingotière, dès que le niveau du métal dans la lingotière est supérieur au niveau de l'au moins orifice de sortie du canal de coulée.
De préférence le moyen de remplissage peut comprendre des moyens d'injection de gaz connectés à au moins un orifice du manchon de liaison.
Il est préférable que le moyen de remplissage comprenne des moyens de régulation de pression.
Le moyen de remplissage peut avantageusement comprendre des moyens d'injection de poudre connectés à au moins un orifice du manchon de liaison.
De préférence, la manchon de liaison peut comprendre des moyens de fermeture qui permettent la fermeture de la cavité. Un soufflet flexible peut être interposé entre le manchon de liaison et la lingotière, ou entre le distributeur et le manchon de liaison.
Avantageusement, les parois du canal de coulée peuvent présenter un profil longitudinal non constant.
Encore plus avantageusement, le profil longitudinal des parois du canal de coulée peut présenter une forme conique qui s'amincit vers le bas.
Il est préférable que le canal de coulée soit disposé de façon excentrique par rapport à l'axe central de la lingotière.
Le canal de coulée peut avantageusement comprendre au moins deux orifices de sortie, situés près de son extrémité. Selon un deuxième aspect de la présente invention, un procédé de contrôle des conditions de coulée de métal utilisant le dispositif décrit est proposé. Dans le procédé, la pression exercée par un gaz dans la chambre annulaire est régulée de façon à maintenir en permanence la surface libre du métal à un niveau sensiblement constant. Il est préférable que la pression exercée par le gaz dans la chambre puisse-t-être régulée de façon à osciller entre une valeur inférieure et une valeur supérieure, de façon à faire osciller la surface libre du métal entre un niveau supérieur et un niveau inférieur.
Avantageusement, l'occupation du volume de la chambre annulaire peut être régulée de façon à maintenir en permanence la surface libre du métal à un niveau
sensiblement constant. Selon un troisième aspect de la présente invention, un produit en métal issu d'un des procédés décrits est proposé.
Selon un autre aspect de la présente invention, un manchon de liaison est proposé. Le manchon de liaison sert à être agencé entre une lingotière et un distributeur dans un dispositif de coulée de métal. Il comprend des parois ayant des faces internes. Les parois qui limitent une cavité et comprennent au moins un orifice qui est agençable à des moyens de remplissage.
La mise en œuvre de la présente invention permet de couler des produits en métal à des vitesses élevées, et en maintenant une qualité élevée des produits coulés. Ceci est réalisé à l'aide d'une pièce additionnelle interposée entre le distributeur et la lingotière. Le manchon de liaison permet d'introduire des substances possiblement pressurisées dans la chambre fermée située au-dessus du ménisque de métal.
L'utilisation du manchon permet de régler la vitesse d'alimentation de la lingotière. Ceci assure la stabilité du niveau du ménisque, ce qui permet d'améliorer la solidification initiale du produit, tout en permettant des vitesses d'extraction plus élevées.
Brève description des dessins L'invention sera décrite à l'aide d'exemples qui seront illustrés par des figures. Les figures ne limitent pas l'étendue de l'invention.
Figure 1 est une illustration schématique d'une vue explosée en coupe d'une configuration du dispositif selon la présente invention. Figure 2 est une illustration schématique en coupe d'une configuration du dispositif selon la présente invention.
Figure 3 est une illustration schématique en coupe d'une configuration du dispositif selon la présente invention.
Figure 4 est une illustration schématique en coupe d'une configuration du dispositif selon la présente invention. Figure 6 est une illustration schématique en coupe d'une configuration du dispositif selon la présente invention.
Figure 8a, b et c sont des illustrations schématiques en coupe d'une configuration d'un détail du dispositif selon la présente invention.
Description de l'invention
Dans ce qui suit, des références similaires dénotent des concepts similaires, mais dans des configurations différentes de l'invention décrite. Par exemple, le dispositif est référencé à l'aide de 001 , 101 , 201 , 301 , 401 , 501 , 601 , 701 . Pour des raisons de clarté, tous les concepts ne sont pas repris dans toutes les figures.
Selon un premier aspect relatif à la présente invention, une machine de coulée telle qu'elle est illustrée en Figure 1 et 2 est proposée. Le dispositif 001 comprend une lingotière 010 ayant des parois 01 1 en cuivre refroidies. Les moyens de
refroidissement ne sont pas spécifiés ni montrés sur la figure, et seront connus à l'homme de l'art. Les faces internes 012 de la lingotière 010 limitent une cavité de coulée 013 à axe sensiblement vertical. Le métal fondu entre dans la lingotière par un orifice supérieur d'entrée. Le produit solidifié, ou partiellement solidifié, est extrait de la lingotière par un orifice inférieur d'évacuation 014.
Un manchon de liaison 020 est agencé en amont de la lingotière 010. Le manchon comprend des parois 021 , les faces internes 022 desquelles délimitent une cavité 023. Au moins une des parois 022 comprend au moins un orifice 024. Par l'intermédiaire de joints 030, le manchon 020 est posé sur les parois 01 1 de la lingotière. De cette façon, la cavité de coulée 013 de la lingotière est prolongée vers le haut. De préférence, le manchon de liaison 020 est une pièce unique, mail il peut également être composé d'éléments multiples, qui, une fois assemblés, constituent le manchon. En amont du manchon de liaison 020, un distributeur 040, dont au moins les parois intérieures sont recouvertes d'une matière réfractaire, est posé sur les parois du manchon 021 , par l'intermédiaire de joints 031 . Le distributeur 040 sert à alimenter la lingotière en métal fondu. Dans le fond du distributeur 041 , un orifice de coulée 043 est agencé, qui est prolongé vers le bas par un canal ou tube de coulée 050. Le canal de coulée s'étend à l'intérieur de la cavité 023 formée par le manchon de liaison 020, et présente au moins un orifice de sortie 052 en proximité de son extrémité, qui se situe dans la cavité de coulée 013 de la lingotière. Les parois 051 du canal de coulée 050 ne touchent ni les parois du manchon 022, ni celles de la lingotière 012. L'alimentation du distributeur se fait de manière conventionnelle par de poches d'acier liquide, non décrites.
Le distributeur peut aussi présenter plusieurs orifices de coulée tels que celui qui est décrit, alimentant plusieurs lingotières, ou lignes de production, en parallèle. Lors du procédé de coulée, un bain de métal liquide se forme dans la lingotière. Le métal liquide sort par l'orifice de sortie du canal de coulée et remonte à un niveau 070 légèrement supérieur à celui de l'orifice de sortie 052. L'orifice de sortie est donc immergé dans le bain de métal. La surface libre du métal fondu forme par conséquent un ménisque de forme annulaire (en supposant une section du produit circulaire). L'anneau est délimité à l'extérieur par les faces internes des parois de la lingotière 012 ou du manchon de liaison 022, et à l'intérieur par les faces externes des parois 051 du canal de coulée. Le ménisque annulaire 070, la face inférieure du distributeur 042, les surfaces internes des parois de la lingotière 012 et du manchon de liaison 022, ainsi que les faces externes du canal de coulée 051 délimitent une chambre annulaire 060. Un accès à cette chambre annulaire 060 est donné par l'au moins un orifice 024 agencé dans l'une des parois 021 du manchon de liaison. Des moyens de remplissage 080 sont connectés à cet orifice de façon étanche. Ceci permet l'introduction de substances dans la chambre annulaire 060. Le but de l'introduction d'une substance dans la chambre annulaire est le contrôle du niveau du ménisque, ainsi que le contrôle de la vitesse du jet d'alimentation de métal liquide. En maintenant le niveau stable et en éliminant les vagues aléatoires créées par un jet intempestif en chute libre, une solidification uniforme peut se faire en partie supérieure de la lingotière. Lors d'une alimentation en chute libre, le métal en fusion pénètre profondément dans le bain de métal en cours de solidification. Lors d'une alimentation a vitesse réduite selon la présente invention, le métal liquide à tendance à remonter à la surface du bain de métal. L'absence de perturbations au niveau du ménisque réduit le risque de formation de peaux doubles et des cornes de solidification typiques, et évite les effets de la ségrégation au cœur du produit. La diminution du nombre de cornes de solidification diminue le risque de percée puisque la peau solidifiée présente moins d'amorces de rupture. Il s'ensuit que la vitesse de coulée, donc la vitesse à laquelle le produit est extrait de la lingotière, peut être augmentée. Comme illustré par la Figure 3, la hauteur h entre la surface libre du métal dans le distributeur, et la surface libre du ménisque 070 en lingotière, détermine la pression exercée par la colonne d'acier poussant sur le ménisque.
L'énergie cinétique du jet étant négligeable en pratique, cette pression pression peut être approximée par P = p g h. La masse volumique du métal liquide est dénotée par p, et g décrit l'accélération de la pesanteur. La hauteur h peut être déterminée à tout instant par des capteurs 015, 045 connus installés au niveau du distributeur et de la chambre annulaire. Donc la pression P peut être déterminée à l'aide de ces mesures. En appliquant une pression Pm équivalente à P = p g h à la surface du ménisque, la pression P peut être compensée. Il n'y a donc plus d'écoulement du métal liquide en chute libre. Si un volume donné est extrait par l'orifice d'évacuation de la lingotière, le distributeur alimente la lingotière d'un volume équivalent de métal liquide afin de restaurer l'équilibre P = Pm. Seule la vitesse de coulée vc détermine alors la vitesse d'alimentation va. En effet, par conservation des flux, en considérant la section Sc de la lingotière et la section Sa du tube de coulée, la relation va = vc (Sc / Sa) est toujours vérifiée.
Le rapport des sections détermine la vitesse d'alimentation par rapport à la vitesse de coulée. Ceci diminue fortement les perturbations à la surface du ménisque. En pratique un rapport (Sc / Sa) d'au plus 5 entre les vitesses d'alimentation et de coulée est préconisé. Comme la vitesse d'alimentation est indépendante des conditions en amont du tube de coulée, il est possible d'alimenter plusieurs lingotières à l'aide d'un distributeur unique, tout en utilisant des vitesses de coulée potentiellement différentes sur toutes les lignes de coulées.
Si la pression régulée Pm n'est pas égale à P = p g h, une combinaison entre le mode d'alimentation connu en chute libre et le mode d'alimentation par soutirage décrit est réalisable. Dans un mode préféré 101 de la présente invention illustré en Figure 4, un premier orifice 124 du manchon de liaison 120 est utilisé pour remplir la chambre annulaire 160 d'un gaz. De préférence, cet orifice est agencé dans la partie supérieure du manchon de liaison. Un deuxième orifice 125 du manchon de liaison est utilisé comme sortie d'échappement du gaz. Une conduite de gaz 181 est connectée au premier orifice de façon étanche. Le joint assurant l'étanchéité est idéalement résistant aux températures élevées. Un moyen de régulation de pression 184 est agencé de façon à réguler la pression du gaz introduit dans la chambre 160. Le régulateur de pression 184 utilise les mesures z2 et z1 de niveau de métal dans le distributeur et dans la chambre annulaire, fournis par des capteurs 145, 1 15 installés au niveau du distributeur et de la chambre annulaire, afin de calculer la hauteur h ainsi que la pression Pm à appliquer à la surface du ménisque 170. Le régulateur 184 est en plus agencé à pouvoir agir sur des soupapes ou vannes 182, 183 qui servent à régler l'afflux de gaz entrant et sortant de la chambre annulaire. La pression du gaz injecté, Pm, qui s'applique à la surface du ménisque, est avantageusement régulée afin d'être sensiblement égale à la pression P exercée par la colonne d'acier sur la surface du ménisque. Par l'utilisation d'un manchon de liaison séparé de la lingotière et du distributeur, la maintenance est facilitée et le système peut facilement être mis en œuvre sur des lingotières et des distributeurs existants. Si une intervention au niveau du ménisque est nécessaire, le soulèvement du distributeur et/ou du manchon de liaison donnent un accès direct. Idéalement, un gaz neutre à l'égard de l'acier est utilisé, comme par exemple l'argon, l'azote, l'hélium ou autres.
Dans une réalisation alternative non illustrée, les moyens de régulation de pression sont utilisés afin de moduler la pression Pm du gaz injecté, et de faire varier ainsi le niveau du ménisque. La modulation peut par exemple être une modulation sinusoïdale autour de la pression de valeur moyenne Pm. Le mouvement contrôlé de faible amplitude résultant au niveau du ménisque produit un effet similaire aux oscillations mécaniques de la lingotière qui ont été décrites, et facilite la lubrification des parois de la lingotière. Cette méthode permet l'élimination des moyens d'oscillation mécaniques.
L'extraction du produit est facilitée si les parois de la lingotière sont lubrifiées. C'est pourquoi, comme illustré en Figure 5, il est préférable de charger le gaz entrant dans la chambre annulaire 260 d'une poudre lubrifiante ou d'une huile lubrifiante 291 . Dans la chambre, la poudre se pose sur la surface du ménisque 270, fond, et rentre entre les parois de la lingotière et l'acier. Pour effectuer l'alimentation de la chambre annulaire en poudre ou huile lubrifiante, les moyens de remplissage 280 comprennent un récipient tel qu'une trémie 290 contenant le lubrifiant 291 est avantageusement relié par une conduite d'acheminement 292 à la conduite d'alimentation en gaz 281. Le gaz, dont la pression est réglée par les moyens de régulation 284. peut ainsi être chargé de lubrifiant en ouvrant la vanne 293, avant d'entrer dans la chambre par l'orifice d'entrée 224.
Dans cette configuration, la chambre annulaire 260 est remplie de gaz et de poudre lors du procédé de coulée. Le gaz sortant de la chambre par l'orifice de sortie 225 est filtré 285 afin d'en extraire le lubrifiant, avant d'être réinjecté dans le circuit.
Alternativement, un orifice distinct de l'orifice d'entrée du gaz est agencé en partie supérieure du manchon de liaison, afin d'assurer l'alimentation en poudre lubrifiante. Cette configuration n'est pas illustrée.
Un autre aspect de l'invention est illustré par la Figure 6. Cet aspect utilise le même principe de coulée soujacent. L'au moins un orifice 324 du manchon de liaison 320 est utilisé pour remplir la chambre annulaire 360 de poudre lubrifiante à l'aide d'un moyen de remplissage 380. Le niveau du ménisque 370 est mesuré à l'aide de capteurs 315 connus dans l'art. Le volume de la chambre annulaire est rempli de poudre. Afin de résister à la poudre chauffée dans la chambre annulaire, au moins une partie des parois intérieures du manchon de liaison est couverte d'un matériau réfractaire 326. La pression P exercée sur le ménisque par la colonne d'acier pousse le ménisque 370 contre le bloc de poudre qui occupe tout le volume disponible. Par réaction, une pression Pm équivalente à P compense la pression P et l'effet d'équilibre est similaire à celui décrit préalablement. Si un volume donné est extrait par l'orifice d'évacuation de la lingotière, le distributeur alimente la lingotière d'un volume équivalent de métal liquide jusqu'à ce que le ménisque est poussé contre le bloc de poudre. L'orifice 324 du manchon de liaison 320 par lequel la poudre lubrifiante 391 est introduite, est de manière préférentielle agencé en partie supérieure du manchon. La poudre qui entre la chambre est sous forme pulvérulente ou, plus avantageusement, sous forme granuleuse. Plus la poudre s'approche du ménisque 370 chaud, elle se fond progressivement. Elle forme une couche fluide 327 à la surface du ménisque. La poudre a donc d'une part un rôle de régulation de pression, et d'autre part un rôle de lubrification. Ceci a comme conséquence que les perturbations à la surface du ménisque sont réduites, puisque l'alimentation de la lingotière en métal liquide ne se fait pas en chute libre. La solidification initiale est améliorée par la surface calme du métal et la qualité du produit coulé est ainsi améliorée. En plus, la lubrification régulière facilite l'extraction du produit.
Une façon d'introduire la poudre lubrifiante dans le manchon de liaison 320, consiste en l'utilisation d'un récipient telle qu'une trémie 390 fermée de manière étanche, et installée à un niveau supérieur à celui de la chambre annulaire 360. La partie inférieure de la trémie est reliée par une conduite 393 à un orifice 324 du manchon de liaison, par lequel la poudre 391 peut s'écouler dans la chambre située au-dessus du ménisque 370. La poudre s'écoule par gravité. Avantageusement, la partie supérieure vidée de la trémie est reliée à des moyens de régulation de pression non illustrés, utilisant par exemple un gaz pressurisé. La pression dans la partie supérieure de la trémie a une fonction anti-retour, qui empêche la poudre écoulée de remonter dans la conduite d'acheminement 393. Alternativement, des moyens mécaniques, tels qu'une vis sans fin, sont aménagés dans la conduite d'acheminement, afin d'assurer l'alimentation de la chambre annulaire en poudre lubrifiante. De tels moyens seront connus par l'homme de l'art.
Dans toutes les variantes de l'invention décrites, la forme du tube de coulée, qui est cylindrique de façon conventionnelle, présente avantageusement un profil conique, parabolique, ou autre. Un exemple de section conique est montré en Figure 7. Tandis que le tube présente une section creuse constante, les parois s'amincissent progressivement au moins dans la partie inférieure tu tube 450 qui se situe dans la cavité du manchon de liaison et dans la cavité de coulée de la lingotière.
Lors du procédé de coulée, il se crée sporadiquement des dégagements intempestifs de gaz à l'orifice de coulée. Ces gaz proviennent ou bien du métal fondu, ou bien du fluide de lubrification (huile ou poudre couvrant le ménisque). Ces dégagements risquent de perturber la surface ménisque dans la lingotière. La forme progressivement amincie du tube de coulée 450 permet d'amortir en partie les variations de pression instantanées, et de mieux maintenir la stabilité du bain de métal. Dans une autre réalisation d'un dispositif selon la présente invention, le canal de coulée est pourvu d'une fuite en amont de l'orifice de coulée. Comme illustré par la Figure 8a, si plusieurs orifices 552, 553de coulée sont agencés à proximité de l'extrémité inférieure du tube de coulée 550, au moins un des orifices 552 est par exemple agencé en amont d'un second orifice de coulée 553. Alternativement, comme illustré par la Figure 8b, le tube de coulée 650 est taillé en biais à l'extrémité entourant l'orifice de coulée 652, de façon à situer la section de l'orifice de coulée dans un plan oblique 654 par rapport au niveau du bain de métal 670. De telles dispositions servent à orienter le métal vers les parois et réduisent les perturbations dans le bains de métal. D'autres configurations équivalentes seront réalisables par l'homme du métier. La dyssymétrie du jet stabilise le flot en l'orientant de façon préférentielle dans une direction, ce qui évite les effets de balancement hydrauliques connus lorsque les jets sont symétriques et centrés, menant dans ces cas à des perturbation aléatoires.
La déviation du flux de coulée dans la lingotière peut aussi avoir pour conséquence un réchauffement biaisé du bain liquide, puisque le métal liquide s'écoule de préférence du côté du tube de coulée présentant l'orifice de coulée située le plus en amont de son extrémité. Afin de remédier à cet effet, le tube de coulée est arrangé dans le fond du distributeur de façon excentrique par rapport à l'axe central de la lingotière. Cette configuration est illustrée par la Figure 8c. Alternativement, un distributeur pourvu d'un tube de coulée agencé au centre de son fond, est posé de façon excentrée sur le manchon de liaison.
Par précaution de sécurité, il est avantageux que le manchon de liaison soit équipé d'un système d'obturation. La quenouille qui sert à obturer le canal de coulée dans le distributeur peut être utilisée pour arrêter le procédé. Un système supplémentaire ou alternatif à la quenouille d'obturation est, selon la présente invention, agencé dans le manchon de liaison. Le système, non illustré, est constitué d'un tiroir, par exemple en matière réfractaire, qui permet d'obturer le canal de coulée en insérant une plaque perpendiculairement à l'axe de coulée. L'insertion de la plaque est contrôlée moyennant un vérin. Le canal de coulée présente dans cette configuration au moins une percée perpendiculaire à l'axe de coulée, qui sert à insérer la plaque, et qui, lorsque le canal n'est pas obturé, est entourée d'un anneau réfractaire solidaire à la plaque. L'interposition d'un soufflet sous le distributeur, ou bien sur la lingotière, peut être pratiquée lorsque les dilatations thermiques sont mal connues ou incertaines, lorsque les niveaux des plans d'application des joints s'éloignent trop de la tolérance de parallélisme souhaitée, ou en général lorsque les positions des éléments constituant le dispositif restent mal définies. Un tel soufflet, de flexibilité faible, est intercalé entre le distributeur et le manchon de liaison, ou entre le manchon de liaison et la lingotière.
Ce soufflet peut également être utilisé pour le cas ou l'oscillation mécanique conventionnelle est conservée, ou encore lorsque la capacité en distributeur est déterminée par pesage afin d'éviter de fausser trop le calcul de hauteur du niveau induit.
L'homme du métier sera capable de réaliser le dispositif décrit et de mettre en œuvre le procédé de coulée selon la présente invention. La présente description ne limite pas l'étendue de la présente invention, qui ressortira des revendications suivantes.

Claims

Revendications
1. Dispositif de coulée de métal (001 ) comprenant - au moins une lingotière (010) comprenant des parois (01 1 ) refroidies avec des faces internes (012) qui limitent une cavité de coulée (013) à axe sensiblement vertical, ayant un orifice supérieur d'entrée du métal liquide et un orifice inférieur (014) d'évacuation d'un produit ; - un manchon de liaison (020) pour chaque lingotière, le manchon de liaison comprenant des parois (021 ) ayant des faces internes (022) qui limitent une cavité (023), et qui comprennent au moins un orifice (024), le manchon de liaison étant agencé en amont de la lingotière (010), se posant sur les parois (01 1 ) de la lingotière par l'intermédiaire au moins d'un joint (030), de façon à ce que la cavité (023) prolonge la cavité de coulée (013) de la lingotière vers le haut ;
- un distributeur (040) qui sert à alimenter l'au moins une lingotière (010) avec du métal liquide, le distributeur comprenant un fond (041 ) ayant une face extérieure (042), des parois et au moins un orifice de coulée (043) agencé dans son fond, le distributeur étant posé sur les parois (021 ) du manchon de liaison (020) par l'intermédiaire au moins d'un joint (031 ), et l'orifice de coulée (043) étant prolongé vers le bas par un canal de coulée (050), qui pénètre dans la cavité de coulée (013) de la lingotière sans toucher les faces internes de la lingotière (012) et qui comprend au moins un orifice de sortie (052) au voisinage de son extrémité, par lequel le métal s'écoule dans la lingotière; dans lequel l'au moins un orifice (024) du manchon de liaison (020) est connecté à un moyen de remplissage, qui sert à remplir à l'aide d'au moins une substance la chambre annulaire (060) qui est délimitée, pendant l'opération du dispositif, au moins par les faces internes du manchon de liaison (022), les faces externes du canal de coulée (051 ), la face externe du fond du distributeur (042), et la surface libre du métal coulé dans la lingotière (070), dès que le niveau du métal dans la lingotière est supérieur au niveau de l'au moins un orifice de sortie (052) du canal de coulée (050).
Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de remplissage comprend des moyens d'introduction de gaz connectés à au moins un orifice du manchon de liaison.
Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le moyen de remplissage comprend des moyens de régulation de pression.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de remplissage comprend des moyens d'introduction de poudre connectés à au moins un orifice du manchon de liaison.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le manchon de liaison (020) comprend des moyens de fermeture qui permettent la fermeture de la cavité (023).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un soufflet flexible est interposé entre le manchon de liaison et la lingotière, ou entre le distributeur et le manchon de liaison.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les parois du canal de coulée (050) ont un profil longitudinal non constant.
Dispositif selon la revendication 7, dans laquelle le profil longitudinal des parois du canal de coulée (050) a une forme conique qui s'amincit vers le bas.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal de coulée est disposé de façon excentrique par rapport à l'axe central de la lingotière.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal de coulée comprend au moins deux orifices de sortie situés près de son extrémité. Procédé de contrôle des conditions de coulée de métal utilisant le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression exercée par le gaz dans la chambre (060) est régulée de façon à maintenir en permanence la surface libre du métal (070) à un niveau sensiblement constant.
Procédé de contrôle des conditions de coulée de métal utilisant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la pression exercée par le gaz dans la chambre (060) est régulée de façon à osciller entre une valeur inférieure et une valeur supérieure, de façon à faire osciller la surface libre du métal (070) entre un niveau supérieur et un niveau inférieur.
Procédé de contrôle des conditions de coulée de métal utilisant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'occupation du volume de la chambre (060) est régulée de façon à maintenir la surface libre du métal (070) à un niveau sensiblement constant.
14. Produit en métal coulé issu d'un procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 1 à 13.
Manchon de liaison (020) servant à être agencé entre une lingotière et un distributeur dans un dispositif de coulée de métal, le manchon de liaison comprenant des parois (021 ) ayant des faces internes (022) qui limitent une cavité (023), et qui comprennent au moins un orifice (024) qui est agençable des moyens de remplissage.
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