Brevet FR2077767A1 — publié le 19711105

La présente invention concerne un récipient de transfert de métal fondu et plus spécialement un récipient comportant des dispositifs pour chauffer et maintenir une atmosphère inerte audessus du métal fondu pendant son transfert d'une poche de coulée à un appareil de coulée continue. Dans la coulée continue de certains métaux, comme l'acier par exemple, le métal fondu est transporté du four à l'appareil de coulée continue dans une poche de laquelle il est déchargé dans un récipient de transfert appelé "entonnoir de coulée". Le réci- pient de transfert présente une ou plusieurs busettes à son extrémité inférieure pour décharger le métal fondu dans une ou plusieurs lingotières généralement verticales ayant une ouverture supérieure et un dispositif pour évacuer continuellement le lingot depuis son extrémité inférieure. Les divers processus de manutention qui sont exécutes avant la coulée du métal fondu comprennent la piquée du four, le déchargement du métal dans une poche, des traitements métallurgiques supplémentaires éventuels. comme le dégazage sous vide, le transport de la poche vers l'appareil de coulée, le déchargement du métal dans le récipient de transfert et finalement le décharger ment du métal dans les lingotières. Le temps qui s'écoule entre la piquée et la coulée du métal par le fond de la poche dans une lingotière peut être la cause d'une rte de chaleur importante dans le métal fondu. Egalement, les conditions variables de la poche, de la piquée, du transfert, de la couche de laitier et d'autres processus peuvent se traduire par de réelles baisses de température d'une coulée à l'autre.Afin de garantir que ces pertes de chaleur n'abaissent pas la température du métal au-dessous de la température nécessaire pour la réussite de la coulée, il a fallu recourir jusqu'ici à des températures excessives de piquée du four. Un refroidissement important peut également se produire lorsque le métal fondu est déchargé d'une poche dans un récipient de transfert relativement froid. Ceci est particulièrement grave, étant donné que la première partie du métal fondu qui entre dans l'entonnoir de coulée a généralement une température sensiblement inférieure à celle de la masse du contenu de la poche. Par exemple, dans une poche d'une capacité de 150 tonnes, la différence de température entre les couches supérieure et inférieure du métal fondu peut atteindre 220C. En outre, il peu-t se produire une oxydation dans le courant du métal fondu tombant dans le récipient de transfert depuis la poche ainsi qu'à la surface du métal fondu, à mesure qu'il s'écou- le dans les diverses busettes de déchargement. Ainsi, le métal de est contaminé par/l'hydrogène, de ltoxygène et des inclusions non métalliques et, en outre, la longévité de la matière réfractaire et du récipient de transfert est fortement réduite. Par conséquent, selon l'invention, des perfectionnements sont apportés à un récipient destiné à transférer un métal fondu dune poche dans un appareil de coulée continue, ledit récipient comportant un corps creux dont l'extrémité supérieure est ouverte et un couvercle sensiblement de meme étendue que le corps et comportant au moins un orifice pour décharger le métal fondu dans l'appareil de coulée, et au moins un orifice pour recevoir le metal fondu depuis la poche, récipient caractérisé en ce que es dispositifs de chauffage électrique par rayonnement sont disposés sous le couvercle pour chauffer préalablement le corps et le couvercle et pour régler la température du metal fondu qu'il contient. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure t est une élévation de c8té montrant un appareil de coulée continue selon la présente invention la figure 2 est une élévation de côté, en partie en coupe, du récipient de transfert selon la présente invention ; la figure 3 est une vue en plan par-dessus du récipient de transfert représenté sur la figure 2 la figure 4 est une vue partielle -de l'ensemble d'une tige de chauffage du récipient de transfert représenté sur la figure et la figure 5 est une vue partielle montrant les éléments de serrage des éléments de chauffage utilisés avec le- récipient de transfert conforme à la présente invention. Un récipient de transfert d'un métal fondu garni de matière réfractaire présente au moins une entrée et au moins une sortie pour le métal fondu et un dispositif pour chauffer le métal fondu et le récipient pendant une opération de coulée continue. La présente invention prévoit également un dispositif pour admettre une atmosphère de gaz inerte dans le récipient. En se référant maintenant à la figure 1, le récipient de transfert ou entonnoir de coulée 10 est représenté comme étant disposé entre une poche il et la lingotière 12 de l'appareil de coulée continue. La poche 11 comporte une goulotte 14 qui est normalement fermée par un bouchon (non représenté) qui peut être actionné à distance par un dispositif non représenté mais qui est bien connu en pratique. L'entonnoir de coulée 10 peut avoir généralement la forme d'une poire en coupe verticale-et comporte un corps 16 et un couvercle 17. Une conduite d'entrée 18 traverse le couvercle 17 et est en regard de la goulotte l4 de la poche, et une ou piusieurs busettes ou orifices d'évacuation 20 traversent l'extrémité inférieure du corps de l'entonnoir de coulée. Au-dessous de chacune des busettes-20 et en regard de cette dernière se trouve la lingotière 12 de coulée continue. L'appareil de coulée continue ne fait pas partie du-présent appareil et, e eonséquence, il ne sera pas décrit en détail. Pour la compréhension de la présente invention, il suffit de dire que la lingotière 12 comporte une entrée 21 à son extrémité supérieure et un dispositif 23 à son extrémité inférieure pour décharger continuellement le lingot 24. En se référant maintenant aux figures 2 et 3, le corps 26 de l'entonnoir de coulée est représenté comme comportant un corps allongé en forme d'auge ayant des parois latérales 28 qui sont légèrement inclinées vers le haut depuis son extrémité inférieure et qui se composent d'une enveloppe métallique externe 29 et d'un garnissage réfractaire interne 31 qui peut être par exem ple en MgO ou en un mélange de MgO-Cr203. . Les busettes 20 sont de préférence à égale distance les unes des autres le long de l'extrémité inférieure du corps de l'entonnoir de coulée et chacune d'elles est une pièce réfractaire coulée en oxyde de zirconium qui est représentée sous forme d'un élément monobloc,mais qui peut être constitué par plusieurs éléments. Le couvercle 17 est sensiblement de même étendue que le corps 16 de l'entonnoir de coulée et comporte un bati métallique 33 pour supporter une paroi latérale généralement verticale 34 et une voûte arquée 35, chacune d'elles étant en une matière réfractaire coulée à forte teneur en alumine. Une busette d'entrée généralement tubulaire 37, coulée en matière réfractaire à haute teneur en alumine, s'détend verticalement à travers une ouverture 38 ménagée généralement au centre de la voûte arquée 35 et se prolonge vers le bas jusqu'au bord inférieur du couvercle 17. Plusieurs ensembles de chauffage équidistants 40 s'étendent transversalement au couvercle 17 pour chauffer préalablement l'en- tonnoir de coulée 10 et pour maintenir ou élever la température de la masse fondue pendant l'opération de coulée. Chacun des ensembles de chauffage 40 est disposé dans une paire d'ouvertures alignées 42 ménagées transversalement dans les parois latérales 34 du couvercle 17, les ensembles de chauffage 4C étant supportés en position généralement parallèle au-dessous de la voûte 35. Chaque ensemble de chauffage 40 peut comporter une tige de chauffage 43 s'étendant transversalement au couvercle 17 audessous de la voûte 35 et qui est maintenue en position par deux supports allongés généralement cylindriques 45 disposés en alignement dans les ouvertures 42 et faisant saillie vers l'extérieur pour être engagés dans des ensembles de serrage 46. Comme on le voit sur la figure 4, la tige 43 et les supports 45 peuvent être en graphite et peuvent & re reliés de n'importe quelle façon appropriée, par exemple par un raccord en graphite fileté 48 qui est vissé dans des orifices taraudés 50 et 51 ménagés de façon convenable dans les extrémités des tiges de chauffage 43 et des supports 45, respectivement. Comme on le vot en particulier sur la figure 5, les dispositifs de serrage 46 présentent deux mâchoires généralement curvilignes 52 qui se font face et qui sont fortement serrées sur leurs supports respectifs 45 et chaque dispositif de serrage est relié à des barres omnibus 53 qui sont connectées à une source d'énergie électrique (non représentée). tes mâchoires 52 et les barres omni bus 53 peuvent être en n'importe quelle matière conductrice convenable, comme le cuivre, et chacune d'elles peut comporter un dispositif permettant de faire circuler un fluide de refroidissement, par exemple des tubes 54 dans les mâchoires 52 et à l'inté- rieur des barres omnibus 53 qui sont creuses. Les spécialistes savent que les barres omnibus 53 sont connectées à une source d'énergie convenable. La voûte 35 peut présenter également un ou plusieurs orifices 55 qui peuvent comporter un raccord 56 pour le relier à une extrémité d'un tuyau 57 dont l'autre extrémité peut titre reliée à une source convenable d'un gaz inerte comme l'azote. En fonctionnement, les éléments de chauffage 43 sont mis sous tension avant le début d'une coulée pour chauffer préalablement la surface interne du garnissage réfractaire 31 sensiblement jusqu'à la température du métal liquide à couler. Ceci empêche le refroidissement de l'acier lorsqu'il est déchargé de-la poche dans l'entonnoir de coulée par l'intermédiaire de la busette d'entrée 37. Les ensembles de chauffage 40 peuvent également rester sous tension pendant la coulée, de manière à maintenir la température de l'acier fondu à un degré voulu ou mdme de l'élever. Ceci garantit une coulée satisfaisante et empoche une solidification du métal fondu dans les busettes de déchargement 20. Les spécialistes savent que le métal fondu entrant dans l'entonnoir de coulée s'écoule vers chaque extrémité du corps 16 et passe à travers chacune des busettes 20 dans une lingotière de l'appareil de coulée continue disposée au-dessous de l'enton- noir de coulée. En outre, un réglage final de la température peut être effectué pendant la coulée, de façon à maintenir la température de l'acier dans la gamme relativement étroite nécessaire pour la réussite de la coulée continue, quelles que soient les variations se produisant dans la poche, la piquée, le transfert, la couche de laitier d'un processus métallurgique intermédiaire quelconque. En outre, l'azote formant l'atmosphère non réductrice sous le couvercle de l'entonnoir de coulée évite toute oxydation du courant de métal entrant dans l'entonnoir et de la surface de l'acier s'écoulant vers les busettes. Ceci non seulement prolonge la longévité de la matière réfractaire,mais évite une contamination de l'acier par l'hydrogène, l'oxygène et des inclusions non métalliques. Bien qu'on ait décrit un seul type d'ensemble de chauffage, il n'est donné qu'à titre illustratif,mais non limitatif, étant donné que les spécialistes savent qu'on peut également utiliser d'autres types d'ensembles de chauffage. En outre, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Récipient de transfert d'un métal fondu d'une poche de coulée à un appareil de coulée continue, récipient comprenant un corps creux ouvert à l'extrémité supérieure et un couvercle sensiblement de mdme étendue que le corps et ayant au moins un orifice pour décharger le métal fondu dans i'appareil de coulée et au moins un orifice pour recevoir le métal fondu depuis la poche, récipient caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de chauffage électrique par rayonnement au-dessous du couvercle pour chauffer préalablement le corps et le couvercle afin de régler la température du métal fondu qu'il contient. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une entrée de gaz est prévue dans le couvercle, de manière à pouvoir introduire un gaz inerte dans le récipient. 3. Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps est allongé et comporte plusieurs busettes de déchargement espacées dans son extrémité inférieure. 4. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage radiant comprend des éléments de chauffage par résistance électrique. 5. Récipient selon les rearendications 1 à 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le couvercle est en une matière réfractaire calorifuge et en ce qu'il est généralement arqué. 6. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage radiant comprend au moins un élément de chauffage en graphite qui traverse une ouverture ménagée dans le couvercle et un dispositif de serrage pour supporter l'élément de chauffage en graphite et pour le relier à une source d'énergie- électrique. 7. Récipient selon les revendications 1 à 6 prises ensemble, caractérisé en ce que l'orifice ménagé dans le couvercle est généralement au centre de ce dernier et en ce que les orifices de déchargement sont sensiblement en alignement vertical et espacés de l'orifice d'entrée, et en ce que le dispositif de chauffage par rayonnement comprend plusieurs tiges en graphite espacées le long du couvercle pour chauffer le corps d'une façon sensiblement uniforme, et en ce que l'orifice d'entrée est constitué par une bu sette se prolongeant vers le bas depuis le couvercle vers le corps. 8. Procédé de coulée continue d'un métal fondu dans lequel le métal est introduit dans un récipient de transfert depuis une poche de coulée, procédé caractérisé en ce qu'on chauffe le métal pendant qu'il est contenu dans le récipient de transfert et en ce qu'on décharge le métal-f-ondu dans~un appareil de coulée continue depuis plusieurs busettes espacées du récipient de transfert. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer préalablement le récipient avant d'y introduire le métal fondu depuis la poche. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le récipient est chauffé par un dispositif de chauffage par résistance en graphite et en ce qu'une atmosphère de gaz inerte est introduite dans ledit récipient.