Brevet FR2008177A1 — publié le 19700116

- 1 ~ 2008177 L'invention est relative à un procédé et un dispositif pour la coulée de métaux, en particulier d'acier, en coquilles. A 1'origine, l'acier liquide était coulé 5 de la poche de coulée dans la coquille sans additions» Pour améliorer la qualité et pour obtenir des qualités d'acier déterminée^ l'addition de suppléments se fait aujourd'hui sous forme de poudres ou de granulés» Pour obtenir un meilleur processus 10 de traitement de l'acier effervescent en cours de solidification, le jet d'acier liquide est soufflé avec de l'oxygène gazeux par un dispositif placé sur la coquille ou rapporté en dessous du déversoir de la poche. l'addition dans la coquille de supplé-15 ments sous forme de poudre, de granulés ou de tiges, à la main, à la pelle ou en sacs/ soulève des difficultés importantes • Une répartition et une dissolution homogènes des différentes matières ajoutées nepeunrei±pas être ainsi obtenues. En outre, ce mode opératoire exige la présence de personnel au voisinage immédiat des 20 coquilles remplies et inc ndescentes» Egalement les additions, qui sont souvent combustibles, doivent être entassées à portee de main» En soufflant le jet de coulée au moyen d'une canalisation annulaire d'oxygène montée autour de celui-ci, 25 seule la surface du jet est touchée» Comme les jets d'oxygène sortant de l'anneau de soufflage sont dirigés obliquement par rapport au jet de coulée, une partie considérable de l'oxygène est dérivée inutilement. Pour obtenir l'enrichissement voulu de l'acier en oxygène, il faut donc, du fait de la faible efficacité 30 du procédé de soufflage, compter avec de grandes pertes de gaz» L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus. Elle concerne à cet effet un procédé pour la coulée en coquille de métaux, en particulier d'acier, 35 procédé caractérisé par ce qu'on met en contact avec le métal liquide un jet de gaz^alors que le métal parcourt le trajet à l'intérieur du déversoir-, ce qui permet une incorporation homogène des produits d'addition. Suivant l'invention, l'introduction d'un 40 ga^ avec ou sans autres addition^, dans le jet de métal s'écoulant t 6915115 -2- 2008177 de la poche de coulée se fait par un mandrin d1obturation creux • Suivant une autre forme d'exécution de 1'invention^le jet de coulée canalisé est traité par un gaz;avec ou sans additions introduit çs latéralement dans le déversoir» 5 Deux modes de réalisarion de l'inven tion- sont représentés, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins ci-joints dans lesquels t - la figure 1 représente en coupe longitudinale une poche de coulée avec du métal en fusion et le 10 dispositif de mandrins d'obturation conforme à l'invention. - la figure 2 représente la tête du mandrin d'obturation avec une brique de coulée en coupe longitudinale^ sous forme d'extrait agrandi de la figure 1, - la figure 3 représente un dispositif 15 pour l'introduction des matières de traitement par le déversoir; " la figvire 4 représente une brique de déversoir avec raccordement latéral d'alimentation ; - la figure 5 représente une brique de déversement avec un alésage latéral d'arrivée tangentielle. 20 Suivant les figures 1 et 2( le gaz, soit de l'oxygène, soit un gaz inerte, contenant ou non des matières d'addition en poudre ou en grains, est amené, par un tuyau flexible (3) ou un accouplement (4) au tube (2) monté dans le bras du mandrin d'obturation (l)» Le tube d'alimentation (2) est relié 25 avec le tube du mandrin d'obturation creux (6), Le tube du mandrin (6) lui-même est entouré par des morceaux de tube (7^, composés de matière réfrac-taire, qui sont d'autre part en contact avec le bain de fusion (8^, La tête du mandrin d'obturation se com-30 pose d'une pièce de tête (9) et d'une partie intermédiaire (10). Le tube du mandrin (6) est vissé dans la partie intermédiaire (10), La brique de déversoir (11) est insérée dans la brique (28). La tête (9) du mandrin repose, en dehors de l'opération de coulée, dans un élargissement.du déversoir (11). Lors dg. la coulée, le 35 mandrin d'obturation est soulevé à l'aidé d'un bras de levier. L'arrivée de gaz, avec ou sans addi-tions/ se fait;par l'intermédiaire du bras de mandrin (1) et du tube de mandrin (6);par la tête de mandrin (9). Du fait qu'une injection contrôlée est effectuée à l'intérieur du courant de 40 métal liquide, une transformation efficace et sans perte des 6915115 - 3 - 2008177 additions est assurée . .Le traitement du jet métallique peut aussi se faire dans le déversoir. Dans ce but, comme on peut le voir dans les figures 3 à 5, il est prévu une ouverture 5 latérale d'arrivée dans le déversoir. Cet alésage peut être prévu de telle sorte que le jet de gaz-, éventuellement chargé,vient en contact perpendiculairement ou tangentiellement avec le jet métallique* le jet de gaz entrant par le déversoir, composé d'oxygène ou d'un gaz inerte, peut aussi être dirigé obliquement 10 vers le bas. Il est important que le soufflage se fasse à l'intérieur du tube de coulée, parce que c'est Seulement de cette façon, et contrairement à ce qui a lieu dans les procédés de soufflage proposés jusqu'ici5 qu'une réaction optima, pouvant être bien contrôlée et évitant dans une large mesure les pertesj, peut avoir 15 lieu avec le jet métallique. Les qualités d'acier voulues peuvent de cette façon être fabriquées grâce à une arrivée de gazy avec ou sans additions, d-âment contrôlée et vérifiée» Les canalisations annulaires- classiques d'oxygène, s1étendant autour du jet de coulée libre, sont en cuivr^ 20 d'un prix élevé, et exigent en outre un entretien coûteux. L'inconvénient spécifique qui. se manifeste est que les ouvertures sont souvent encrassées par des particules métalliques liquides et que tout l'anneau se déforme à la chaleur. En outre une addition de matières solides aux gaz soufflés à travers les canalisations 25 annulaires n'est pas possible. Dans les constituants, conformes à / l'invention, des dispositifs de couléeb/ il n'y a pas à craindre les frais d'entretien ou les détériorations, ni à en tenir compte, parce que ces constituants sont changés après chaque coulée sans 30 qu'une opération supplémentaire soit nécessaire, lors de la préparation des pophes de coulée. Comme ces constituait^, et en particulier la brique de déversement conforme à l'invention sont à peine plus chers que les constituants classiques, le procédé décrit est dans une large mesure plus économique que les procédés connus 35 jusqu'ici. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemplss de réalisation ci-dessus^ décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 6915115 - 4 - 2008177 KBVEUDICAIIONS 10) Procédé pour la coulée en coquille de métaux, en particulier d'acier, procédé caractérisé par ce qu'on met en contact avec le métal liquide un jet de gaz,.alors 5 que le métal parcourt le trajet à l'intérieur du déversoir, ce qui permet une incorporation homogène des produits d'addition. 2°) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par ce que le gaz est mis en contact et mélangé par un alésage dans le déversoir avec le jet de coulée concentré. 10 3°) Procédé suivant la revendication I, caractérisé par ce que le gaz est soufflé de haut en bas, par un mandrin d1 obturation creux, dans le métal entrant dans le déversoir. 4°) Procédé suivant les revendications 15 1 à 3,' caractérisé par ce que le gaz insufflé est de l'oxygène. 5°) Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par ce que le gaz insufflé est un gaz inerte. 6°) Procédé suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par ce que des produits d'addition pulvérulents 20 ou granuleux sont ajoutés au jet de gaze 7°) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par ce que le jet de gaz est dirigé perpendiculairement au jet de coulée. 8°) Procédé suivant la revendication 2, 25 caractérisé par ce que le jet de gaz est mis tangentiellement en contact avec le métal s'écoulant par le déversoir. 9e) Dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, ou les revendications 2 8. 10°) Dispositif pour la mise en oeuvre 30 du procédé suivant les revendications 1 et 3 à 6, , composé d'une poche de coulée, d'un mandrin d'obturation et de sa tête , caractérisé par ce que le mandrin et sa tête, pour permettre l'arrivée de gaz avec ou sans additions de matières solides, sont creux, 11°) Dispositif pour la mise en oeuvre 35 du procédé suivant les revendications 1 et 2 et 4 à 6, caractérisé par ce que la brique du déversoir est munie d'un alésage latéral. 12°) Dispositif suivant la revendication II, caractérisé par ce que l'alésage est pratiqué verticalement. 13°) Dispositif suivant la revendication 40 11, caractérisé par ce que l'alésage est prévu tangentiellement à . la cavité intérieure.