Brevet FR2096615A1 — publié le 19720218

i 2096615 La présente invention se rapporte à un procédé et à une. buse pour couler du métal liquide dans un réceptacle. Bien que 1'invention ne soit pas limitée à une telle application.» le procédé et la buse sont utilisables en particulier pour 5 déverser de l'acier liouide à partir d'un entonnoir soit dans un moule cfe coulés continue de brame, soit entre les courroies d'une machine de coulée continue du type à courroies, telle que celle décrite notamifârit dans letrevet des Etats-Unis ci ' Amérique N° 2.904.360. Une brame ou barre coulée en continu présente une largeur plusieurs fois su-10 périeures à son épaisseur. Une pratique courante dans lacoul^e continue de brames consiste à déverser un ou plusieurs courants ou jets d'acier relativement cohérents et généralement de section droite circulaire d'un entonnoir dans un moule à .extrémité ouverte de section droite appropriée. lorsqu'il n'est prévu qu'un seul jet, il est diri-15 gé suivant "l'^xe vertical du moule. S'il existe plusieurs jets, ils sont espacés dans un plan vertical coïncidant avec le plQn médiant des deux côtés plus courts du moule. Dans l'un ou l'autre cas, les faces latérales de la pièce coulée comportent des zones limitées adjacentes à chaaue jet où la température est plus grande aue dans 20 les autres zones. Lorsque la nièce moulée sort du moule, seule une mince pe«u de sa surface extérieure est solidifiée ; le coeur reste liquide sur une distance considérable en-dessous du moule. Cette neau est facilement bridée, en particulier le long de zones à haute température localisées et adjacentes auxjet^. Si une fuite de ""étal 25 liquide se produit, c'est habituellement dans l'une de ces zones.. Lorsnu'une barre est coulée dans une machine du type à courroies ou bandes sans fin, il se r>ose «gaiement un problème de répartition du métal liquide sur la largeur des courroies.. L'invention a pour but de fournir un nrocédé et une bu^e de 30 coulée permettant de repartir le métal liquide sur la largeur d'un réceptacle, tel qu'un moule ou une autre machine de coulée, plus efficacement nu'avec les procédés ou buses de types connus. L'invention a également r>our but de fournir un procédé et une buse de coulée qui produisant un courant de métal liauide en 35 forra* d'éventail, réparti *nir la majeure partie d D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels ; 40 -la Fig. 1 est une vue en élévation latérale partiellement 71 23967 2 2096615 schématique et en partie en coupe d'un entonnoir et d'un moule de coulée continue de brame pour la mise en oeuvre du procédé de coulée suivant l'invention ; - la Pig. 2 est une vue en coupe horizontale suivant la 5 ligne II-II de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une vue en plan de la buse de l'invention ; - la Fig. 4 est une vue en coupe verticale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3 ) - la Fig. 5 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 10 V-V de la Fig. 3 ; - la Fig. 6 est une vue en coupe horizontale schématique d'un entonnoir et d'une machine de coulée continue du type à bandes montrant une application du procédé de coulée suivant l'invention ; - la Fig. 7 est une vue en coupe schématique suivant la 15 ligne VII-VII de la Fig. 6.. Les Fig. 1 et 2 représentent schématiquement un moule classique 10 ouvert à ses extrémités de manière à assurer une coulée continue de brames en acier S. Le moule présente une largeur w plusieurs fois supérieures à son épaisseur t. Un entonnoir de cou-20 lée 12 est supporté au-dessus du moule ; il est muni d'une buse 13 construite suivant l'invention et de préférence d'une grille coulissante 15 pour régler l'écoulement du métal à travers la buse. Le moule est de manière classique, réalisé en cuivre et il peut être équipé d'un système de refroidissement de liquide, d'un mécanis-25 me vibrateur, d'une commande de niveau de liquide, etc... également habituel, l'entonnoir peut comporter un mécanisme approprié pour supporter et commander la trappe coulissante 14. Ces organes n'ont pas été représentés puisqu'ils ne font pas partie de l'invention. La buse 13 déverse un écoulement M de métal liquide en 30 forme d'éventail, relativement mince, dans le moule 10 où il atteint un niveau L. Cet écoulement est symétrique par rapport à des plans qui coupent le moule en deux parties égales dans la direction de sa largeur w et de son épaisseur t_. .Le liquide s'étale en forme d'éventail dans la direction du premier plan et, à son extrémité 35 inférieure, il occupe la majeure partie de ce plan.La pièce coulée S, partiellement solidifiée sort par le fond du moule. Les Fig. 3, 4 et 5 représentent en détail la buse de coulée 13. Lorsque l'entonnoir 12 est placé dans la position de coulée. La buse 13 est orientée de manière que le plan IV-IV de la Fig. 3 soit 40 parallèle à la largeur w du moule 10 et que le plan V-V soit parallèle 71 23967 3 2096615 l'épaisseur t.La buse est un corps réfractaire en forme de cuvette qui comporte un orifice de coulée 15 de profil circulaire, relativement petit, percé dans son fond. La face supérieure de la paroi du dit fond comporte deux surfaces relativement élevées 16 diamé-5 tralement opposés de part et d'autre de l'orifice 15* Qui sont coupées en deux parties égales par le plan IV-IV. Cette face supérieure du fond de la buse 13 comporte également deux surfaces basses 17 diamétralement opposées de part et d'autre de l'orifice 15 et situées entre les surfaces 16, qui sont coupées en leur milieu par 10 le plan V-V. La face inférieure de ce fond comporte un évidement allongée 18 en dessous des surfaces en saillies 16 qui est également coupé en son milieu par le plan IV-IV. Dans le procédé de coulée suivant l'invention, l'entonnoir 12 est supporté au-dessus du moule 10 de manière que la buse 13 soit 15 orientée comme décrit plus haut. La trappe l4.est ouverte pour déverser de l'acier liquide de cet entonnoir dans le moule. La configuration de la buse est telle que le jet sortant de l'orifice 15 prend une forme d'éventail, élargi dans la direction de la largeur de moule w . Le métal liquide est réparti sur presque toute la lar-20 geur du moule et il n'existe aucune zone locale à haute température dans la peau de la pièce coulée S partiellement solidifiée, lorsque celle-ci sort du moule. En conséquence, le risque de rupture ou de fissuration de surface est bien diminué. Les Fig. 6 et 7 montrent l'application du procédé et de la 25 buse à la coulée d'un métal liquide entre des bandes sans fin 21 et 22 d'une machine de coulée continue. La buse 13 a est placée dans le bord transversal inférieur d'un entonnoir inclinable 23 disposé de manière à couler le métal dans l'intervalle existant entre les bandes dont les faces opposées se déplacent de façon continue vers 30 le bas. La buse est d'une construction similaire à celle déjà décrite et son action consiste également à produire un jet en forme d'éventail. Ce jet est réparti uniformément sur la largeur des bandes. Le basculement de l'entonnoir permet de régler le volume et la direction d'écoulement dans la buse. 35 Bien que l'invention ait été décrite en référence à la cou lée d'un métal à partir d'un entonnoir dans un moule de coulée continue de brames ou dans une machine de coulée continue du type à bandes, elle peut avoir toute autre application dans laquelle un liquide doit être versé à partir du fond d'un récipient dans un réceptacle qui a une largeur "bien supérieure à son épaisseur. 71 23967 4 2096615 REVENDICATIONS 1 - Procédé de coulée d'un métal liquide contenu dans un récipient de déversement par le fond dans un réceptacle qui a une largeur bien supérieure à son épaisseur, procédé caractérisé en ce 5 qu'on place le récipient de déversement au-dessus du réceptacle, en ce qu'on décharge un écoulement de liquide en forme d'éventail du récipient dans le réceptacle, le dit écoulement étant symétrique par rapport à deux plans qui coupent le réceptacle en son milieu dans le sens de la largeur et de l'épaisseur et s'élargissant dans la 10 direction du premier de ces plans. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est de l'acier, le récipient de déversement est un entonnoir et le réceptacle est un moule de coulée continue de brame, ledit écoulement en forme d'éventail répartissant l'acier sur la 15 largeur du moule et évitant efficacement la formation de zone locale à haute température dans la peau d'une pièce coulée partiellement solidifiée à sa sortie du fond du dit moule. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est de l'acier, le récipient de déversement est un 20 entonnoir inclinable et le réceptacle est une machine de coulée continue du type à courroies. 4 - Buse, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps réfractaire en forme de cuvette perçée dans son fond d'un orifice circulaire de coulée, la face supérieure de la paroi de ce fond 25 comportant deux surfaces en saillie diamétralement opposées de part et d'autre de l'orifice et deux surfaces relativement basses diamétralement opposées de chaque côté du dit orifice entre les-dites surfaces en saillies, la face infé»i«ure de la paroi de fond comportant un évidement allongé situé en-dessous desdites 30 surfaces en saillies de manière que du liquide déchargé par l'orifice forme un jet en éventail s'élargissant dans la direction longitudinale de l'évidement. 5 - Buse suivant la revendication 4, montée sur un récipient de déversement par le fond. 35 6 - Buse suivant la revendication 4, incorporée à un réc cipient, caractérisée en ce qu'elle est placée dans un bord transversal inférieur dudit récipient. 7 - Buse suivant la revendication 4, utilisée en combinaison avec un moule de coulée continue de brame présentant une lar- 40 geur bien supérieure à son épaisseur et avec un entonnoir de coulée 1 23967 5 2096615 supporté au-dessus du moule, buse caractérisée en ce qu'elle est placée dans la paroi du fond de 1'entonnoir et en ce qu'elle est orientée de manière que le courant en forme d'éventail déchargé à travers elle soit symétrique par rapport à deux plans qui coupent le moule en son milieu dans le sens de sa largeur et de son épaisseur et d'élargisse dans la direction du premier de ces plans de manière à répartir l'acier sur la largeur du moule afin d'éviter la formation de zones locales à haute température dans la peau d'une pièce coulée partiellement solidifiée qui sort du-dit moule. 8 - Buse suivant la revendication 4, utilisée en combinaison avec une machine de coulée continue du type comprenant deux bandes sans fin espacées l'une de l'autre et dont des faces en regard se déplacent vers le bas et avec un entonnoir inclinable pour déverser du métal liquide dans l'intervalle existant entre les bandes,buse caractérisée en ce qu'elle est placée dans un bord inférieur de l'entonnoir adjacent à l'intervalle existant entre les bandes de manière à décharger un courant de métal en forme d'éventail dans ledit intervalle,ce courant s'élargissant dans la direction de la largeur des bandes.