Brevet FR2003411A1 — publié le 19691107

La présente invention se rapporte aux procédés permettant. de réduire au œinlnftCB les pertes de chaleur de métaux fondus „ Dans les industries de traitement de métaux fondus, 5 on rencontre de nombreuses circonstances dans lesquelles il est désirable de réduire au minimum les pertes de chaleur de masses i" ,;n libal fondu. Dans deux cas particuliers, les circonstances régnantes rendent difficile à résoudre le problème de la réduction au minimum dot? pertes de chaleur : il s'agit de l'isolement 1o therrdque de la cuve réfraetaire pour la coulée continue et ■usû grands lingots iœùiédiatement après la coulée. L'utilisation d'une cuve réfractaire pour la coulée continue implique que le métal fondu est déversé en continu dans la cuve réfractaire par le dessus, et qu'il sort par le 15 dessous. 3i l'on place une matière pulvérisée ou granulaire sur la surface du métal fondu dans le but de réduire les pertes de chaleur par cette surface, une partie de cette matière a tendance à être attirée vers le bas par le courant d'arrivée du métal fondu et, par conséquent, s'incorpore dans le métal 20 coulé. De telles inclusions sont hautement indésirables. Les grandes lingotières sont généralement montées mobiles, par exemple sur des chariots qui se déplacent sur des «.ails, de façon qu'un train de ces lingotières puisse se ctéplacer à travers un poste de remplissage au-dessous d'une 25 poone pour y recevoir une charge de métal fondu. Lorsque la coulée du métal fondu est terminée, on déplace la lingotière d'une étape et on remplit la suivante. D'habitude on revêt la tête des lingotières de compositions exothermiques ou -calorifuges et, immédiatement après remplissage de la lingo-30 tière, on recouvre la surface du métal fondu d'une couche d'un composé qui empêche la formation de retassures, appelé par la suite "composé anti-retassures". Ces précautions servent à réduira au minimum les pertes de chaleur du métal de tête de lingotière et, par suite, la formation de retassures 35 primaires dans le lingot pendant sa scLBIfication. Des procédés antérieurs de revêtement de lingotières selon cette technique sont décrits dans les brevets britanniques Nos 627.678, 805.823 et 888.857. Puisque les lingotières sont habituellement remplies presque jusqu'au sommet avec du métal fondu, le métal 40 fondu a tendance à rejaillir au-dessus de la paroi de la lingotière quand la lingotière•se déplace. On perd, en même temps que du métal fondu, du composé anti-retassures, ou sa croûte est dérangée et, de plus, le résultat en est que la perte de chaleur du métal de tête augmente. Comme conséquence aux 5 productivités d'acier actuelles, il devient de plus en plus usuel de prendre des précautions qui permettent d'utiliser au maximum l'espace disponible pour les fosses de coulée dans les aciéries. Ainsi, il est habituel d'exiger qu'un train complet de lingtos coulés soit déplacé assez vite après la fin de la 10 coulée afin de pouvoir placer un train de lingotières vides dans la fosse de coulée en attente d'un cycle de coulée suivant. Dans de telles circonstances, l'acier contenu dans les lingotières remplies est encore liquide quand il est soumis aux mouvements de cahots provoqués par la locomotive de manoeuvre, et 15 il est très fréquent que l'acier fondu rejaillisse des lingotières. De plus, une partie du composé anti-retassures peut aussi se perdre ou être dérangé et des fissures peuvent se développer dans la couche de ce composé, par lesquelles il se produit facilement des pertes de chaleur. 20 La présente invention a pour objet un procédé d'iso lement thermique des surfaces libres du métal dans les lingo-tièresj cuves réfractaires, etc.., qui sont soumises à de la turbulence, afin d'éviter les inconvénients précités. Selon la présente invention, un procédé d'isolement 25 thermique de la surface libre d'une masse de métal fondu soumis à turbulence est caractérisé en ce que l'on applique à cette surface une natte comprenant une matière fibreuse réfractaire liée, et de préférence de 10 à 15 % en poids de ladite matière fibreuse réfractaire liée. La natte peut aussi contenir des fibres orga-30 niques, par exemple des fibres cellulosiques (de préférence jusqu'à 20 % en poids), un liant (de préférence de 1 à 20 % en poids) et une charge réfractaire particulaire qui constitue le complément. L'épaisseur de la natte est de préférence de 10 à 50 mm, et l'on préfère tout spécialement une épaisseur d'environ 35 20 mm, par exemple de 15 à 25 mm. La matière réfractaire fibreuse préférée est la laine de scories, pour des raisorus d'économie, mais on peut utiliser avec profit n'importe quelles fibres de silicate de calcium, de silicate d'aluminium, d'alumino-silicate de calcium ou d'amiante. 40 La charge réfractaire peut être n'importe laquelle de celle 69 06220 3 2003411 que l'on utilise d'habitude pour fabriquer des matières réfrac-taires calorifuges, par exemple la silice, l'alumine et les silicates réfractaires. On a trouvé que la mise en oeuvre du procédé selon 5 1'invention permet de réduire sensiblement la perte de chaleur du métal fondu dans les cuves réfractaires et les lingotières. On a trouvé également que les nattes résistent à l'effet d'érosion du courant de métal fondu dans une cuve réfractaire pendant au moins 20 minutes, et souvent pendant 30 à. 40 minutes, 10 avant de commencer à se désintégrer. Le constituant fibreux réfractaires des nattes calorifuges leur confère une résistance mécanique adéquate, même aux températures de l'acier fondu, pour leur permettre de résister au fissurage et à l'érosion dans ces conditions, en réduisant par conséquent les pertes de 15 métal dues au rejaillissement ou la perte de chaleur qui se produirait par tout dérangement éventuel de la couverture en composé anti-retassures. Pour les lingotières, on peut utiliser ces nattes seules, on peut les appliquer au-dessus d'une couche de composé 20 anti-retassures," ou encore ces nattes peuvent comporter une couche de composé anti-retassures fixé sur une de leurs faces. Une composition exothermique qui convient en tant que telle comme composé anti-retassures peut être constituée d'aluminium en poudre, d'une substance oxydante comme l'oxyde de fer et 25 d'une charge réfractaire inerte comme de la brique réfractaire écrasée. De telles matières peuvent être trouvées dans le commerce, par exemple celles qui sont dénommées "PERRUX". On connaît de nombreux autres composés anti-retassures exothermiques, par exemple ceux qui contiennent de la poussière de broyeurs à 30 boulets et/ou du calcium-silicium et/ou du ferro-silicium en tant que combustible. Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en oeuvre. EXEMPLE 1 : 35 On prépare -une suspension aqueuse à 5 % de matières sèches ayant la composition suivante (poids en % de matières ^ sèches présentes) Pleur de silice 68 % Papier trituré 10 % Laine de scories 20 % 40 - Résine de phénolforaialdehyde 2 % 69 06220 2003411 15 On déshydrate sous vide des quantités de cette suspension pour obtenir des plaques nattées que 1ron étuve pour éliminer l'humidité restante et produire des nattes fibreuses sèches de masse volumique égale à 0,57 g/cm et de î8 mm d'épais-5 seur. Pour des essais comparatifs, on choisit un train de lingotières de 10 tonnes, chaque lingotière présentant une mas-selotte chaude amovible qui est revêtue de plaques de calorifuge consistant en sable, pâte à papier et liant. Après coulée, on 10 applique sur chaque lingot 25,4 kg de composé anti-retassures de marque "FERRUX", st sur certains de ces lingots on place ensuite les nattes fibreuses. On constate que le rejaillissement et la perte de composé anti-retassures sont fortement réduits sur ces deniers lingots. Après solidification et démoulage des lingots, la moyenne de mise au rebut de têtes de lingots est de 13 % pour ceux qui n'ont pas de nattes fibreuses, et elle varie de 6 à 8 % pour les autres. EXEMPLE 2 : On procède à de nombreux essais en utilisant des lingotières de dimensions variées, et des quantités variées de composé anti-retassures "PERRUX". Les résultats figurent dans le tableau ci-dessous. Comme on peut le voir aisément, la chute de tête nécessaire est nettement réduite pour les lingots qui 25 sont recouverts, après coulée, à la fois par une couche de composé anti-retassures et par une nappe fibreuse réfractaire liée, par comparaison avec ceux pour lesquels on n'utilise qu'une couverture de composé anti-retassures. Le rendement global en lingtos augmente de 85 $ à 89 %, c'est-à-dire que la quantité 30 de métal récupéré par mise en oeuvre du procédé selon l'invention est de plus de 25 % de la quantité habituellement perdue. 20 Poids de la lingotière kg Qualité d'acier Quantité de composé anti-retassures utilisé kg % chute de tête sans natte fibreuse % chute de tête avec nattes fibreuses comme dans l'exemple 1 35 10700 15600 3 % Si 1 % Si 1 fj Si 17 35 26 35 43 52 35 52 15,9 9.8 20.1 11.2 7.9 6,2 17,2 9,6 10,1 8.0 8,4 6.1 6.1 5,8 8,7 8.2 c9 06220 5 2003411 REVENDICATIONS 1.- Procédé d'isolement thermique de la surface libre d'une masse de métal fondu soumis à turbulence, caractérisé en ce que l'on applique à cette surface une natte comprenant une 5 matière fibreuse réfractaire liée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la natte comprend de 10 à 15 % en poids de matière réfractaire fibreuse. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendi-10 cation 2, caractérisé en ce que la matière réfractaire fibreuse est de la laine de scories, de la fibre de silicate de calcium, de la fibre de silicate d'aluminium, de la fibre d'alumino-sili-cate de calcium ou de la fibre d'amiante. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 1 à 3, caractérisé en ce que la natte comprend les ingrédients suivants dans les proportions pondérales suivantes : matière fibreuse réfractaire, 10 à 15 % ; matière fibreuse organique, 0 à 20 % } liant, 1 à 20 % ; et charge réfractaire particulaire, le complément à 100 $>. 20 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la matière fibreuse organique est de la fibre cellulosique . 6.- Procédé selon la revendication 4 ou la revendication 5} caractérisé en ce que la charge réfractaire est choi- 25 sie parmi la silice, l'alumine et les silicates réfractaires. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la masse de métal fondu est contenue dans une lingotière et qu'une couche d'un composé qui empêche la formation des retassures est interposée entre le métal fondu 30 et la natte. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7j caractérisé en ce que la natte a une épaisseur de 10 à 50 mm. 9«- Procédé selon l'une quelconque des revendications 35 1 à 7, caractérisé en ce que la natte a line épaisseur d'environ 20 mm.