Brevet FR2096396A1 — publié le 19720218

î 2Û96396 La présente invention concerne une poche de coulée intermédiaire garnie intérieurement de matière refractaire ainsi qu'un procédé pour la préchauffer avant de la réutiliser lors- , qu'elle a déjà été utilisée une fois. Quoique l'invention n'y 5 soit pas limitée, elle est particulièrement utile pour la coulée continue de l'acier. Les poches de coulée intermédiaires utilisées en coulée continue accusent d'une manière générale un rapport surface-volume élevé, ce qui favorise la formation d'une coque, c'est- , 10 à -dire d'une couche solidifiée d'acier et de laitier restant à l'intérieur d'une poche de coulée intermédiaire après l'achèvement de l'opération de coulée. Cette coque doit habituellement être enlevée mécaniquement avant que l'on puisse réutiliser la poche intermédiaire. Si l'on essaie d'enlever une coque en la faisant fon-15 dre, elle s'oxyde et l'oxyde de fer en fusion s'écoule vers la buse et tend à l'obstruer. Il faut préchauffer la poche de coulée intermédiaire avant de l'utiliser afin de réduire au minimum la formation d'une coque. Si la poche intermédiaire est en cours de réutilisation, sa température de préchauffage doit être limitée 20 à environ 1371°C, c'est-à-dire la température de fusion de l'oxyde de fer.. Cependant, la présence d'alumine dans la composition de la coque abaisse la température de fusion de cette coque entre 120*f et 1260°C. Cette limite de température diminue sensiblement la quantité de préchauffage que l'on peut appliquer au garnissage 25 réfractaire en un laps de temps donné. Une poche de coulée intermédiaire est, en général, préchauffée dans un poste de préchauffage éloigné du poste de travail. Cela étant, la poche de coulée intermédiaire peut être préchauffée pendant une longue période de temps sans entraver d'autres proces-30 sus nécessaires à la préparation de la coulée. Lorsqu'une poche de coulée est préchauffée de la manière classique, sa buse est fréquemment chauffée d'une façon inadéquate. Ceci est dû à ce qu'une dépression s'établit dans la poche et permet à l'air de s'infiltrer par la buse. En raison des 35 effets de flottabilité, la buse qui se trouve au point le plus bas de la poche de coulée intermédiaire, est, en fait, le point où la pression est minimum. L'air qui s'y infiltre la refroidit et, lorsque l'on fait démarrer la coulée, l'acier liquide tend à se figer dans la buse relativement froide. La matière fondue de M) la coque a également tendance à se figer ou à se solidifier au 71 22278 2 2096396 contact de la buse de coulée. Cela étant, l'invention a pour but de procurer un procédé pour préchauffer une poche intermédiaire qui évite toute obstruction de la buse de coulée par de l'oxyde de fer en fusion. 5 L'invention a également pour but de procurer un système grâce auquel une poche de coulée intermédiaire lorsqu'elle est convenablement préchauffée, débite de la matière fondue de la coque au lieu de la retenir. Suivant l'invention, pour préchauffer une poche de coulée 10 intermédiaire précédemment utilisée avant de la réutiliser, cette poche intermédiaire comprenant une cuve garnie intérieurement de matière réfractaire et comportant une extrémité supérieure ouverte et une buse dans son fond pour débiter ou évacuer le métal en fusion, on fait pivoter la cuve autour d'un axe horizontal vers une 15 position de préchauffage, on aligne la cuve avec un brûleur et un dispositif d'échappement coopérant avec un couvercle, le couvercle fermant l'extrémité supérieure ouverte de la cuve mais présentant des ouvertures qui permettent respectivement d'introduire le brû»-leur dans la cuve et d'en évacuer des gaz d'échappement, on allume 20 le brûleur et on chauffe la cuve à une température supérieure au * point de fusion du métal y demeuré, puis on laisse le métal en fusion s'écouler hors de la cuve au point inférieur de celle-ci. L'invention ressortira clairement de la description dé-25 taillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en plan de la poche de coulée intermédiaire suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe de la poche intermédiaire 30 suivant la ligne II-II de la Fig. 1; la Fig. 3 es"t une vue en élévation-d'extrémité de la poche intermédiaire prise de la droite de la Fig. 1; la Fig. M- est une vue en perspective en partie arrachée de la poche de coulée intermédiaire et du mécanisme de préchauf-35 fage. Comme représenté aux dessins, une poche de coulée intermédiaire garnie intérieurement de matière réfractaire 10 est équipée d'un couvercle 12 servant à réduire les pertes thermiques tandis que du métal est coulé de la poche. Le couvercle compor-4-0 te un orifice de remplissage 14- destiné à recevoir le jet de mé- 71 22278 3 2096396 ' tal coulé de la poche de coulée principale et un regard 15 permettant d'observer le niveau du métal liquide ainsi que d'autres procédures de travail. Ces ouvertures pratiquées dans le couvercle sont également utilisées comme points de montage pour 5 le préchauffage effectué au moyen d'un brûleur et pour l'évacuation des gaz d'échappement, comme expliqué plus loin. On enlève le brûleur dès que la poche de coulée intermédiaire est amenée dans sa position de travail juste avant qu'elle reçoive du métal en fusion. 10 On fait pivoter la poche de coulée intermédiaire de 90° autour d'un axe horizontal et on la préchauffe dans cette position. On prévoit un dispositif pour faire pivoter la poche de coulée intermédiaire, un dispositif pour évacuer l'oxyde de fer en fusion reste sous la foime d'une couche solidifiée dans la poche 15 intermédiaire avant de préchauffer celle-ci, et un dispositif pour fixer le couvercle à la poche. Le couvercle 12 comporte une enveloppe d'acier 16 garnie intérieurement de matière réfractaire 17 et présente des oreilles 18 qui sont en ligne avec des oreilles 19 prévues sur la poche in-20 termédiaire 10. On fixe le couvercle en place en attachant les oreilles de fixation 18 aux oreilles 19 par des boulons ou d'autres moyens appropriés. La poche de coulée intermédiaire 10 est équipée de tourillons de support 21 sur lesquels elle peut pivoter autour d'un axe 25 horizontal. L'axe commun des tourillons est situé sur une ligne d'équilibre quelconque de la poche intermédiaire et au-dessus de son centre de gravité. La poche intermédiaire porte une buse 23 dans son fond et un passage de débit ou d'évacuation 24- dans sa paroi latérale, de préférence dans son bord supérieur. Le passa-30 ge d'évacuation, comme représenté aux dessins, est garni de trois côtés par la matière réfractaire de la poche intermédiaire et d'un côté par la matière réfractaire 17 du couvercle. La buse 23 se trouve dans sa position inférieure lorsque la poche intermédiaire se trouve dans sa position horizontale ou position de coulée tan-35 dis que le passage d'évacuation ou de débit 24- se trouve dans sa position inférieure lorsque la poche intermédiaire se trouve dans sa position verticale ou position de préchauffage. En fonctionnement, lorsque la poche de coulée intermédiaire 10 doit être préchauffée, on la fait basculer autour des touril-4-0 Ions 21 vers sa position verticale dans laquelle son passage d'éva 71 22278 1» 2096396 cuation 2b- se trouve dans sa position inférieure. Comme représenté à la Fig. V, on l'amène dans une position dans laquelle son couvercle 12 vient en contact avec un dispositif d'échappement, tel qu'une cheminée 28. On amène le brûleur 30 en ligne avec l'ori-5 fice de remplissage l^ et on amène le regard 15 en ligne avec l'ouverture d'échappement 32 pour obtenir une sortie de gaz continue allant de l'intérieur de la poche de coulée intermédiaire dans la cheminée 28. Lorsque la coque ou couche d'oxyde de fer solidifiée est portée au-dessus de son point de fusion, sa matière 10 en fusion s'écoule le long des côtés de la poche de coulée intermédiaire 10 et passe par le passage d'évacuation ou de décharge 2b dans une cuve à laitier (non représentée) ou dans un autre récipient approprié. Dans la position verticale, on peut préchauffer une po-15 che de coulée intermédiaire à une température dépassant 126o°C (proche de l6tf9°C). Comme la formation de la coque est fonction de la température de la cuve ainsi que du rapport surface-volume, le préchauffage plus poussé contribue à empêcher cette formation chaque fois que l'on réutilise une poche de coulée intermédiaire, 20 sans l'inconvénient de l'opération qui consiste à enlever la coque mécaniquement. De plus, la buse ne se trouve plus au point où la pression est la plus basse car elle est nettement au-dessus du point inférieur de la poche intermédiaire. La matière fondue de la coque tend donc à s'écouler de la buse en direction du passage 25 d'évacuation ou de décharge 2*+. Un poste de préchauffage utilisé pour chauffer la poche de coulée intermédiaire dans la position verticale suivant l'invention prend moins de place qu'un poste horizontal classique. Un poste de préchauffage vertical fixe est également plus 30 facile à entretenir qu'un poste classique qui exige des brûleurs en porte à faux et des éléments réfractaires suspendus dans la cheminée 28. Il ressort de ce qui précède que l'invention empêche toute obstruction de la buse de coulée d'une poche de coulée inter-35 médiaire par de l'oxyde de fer en fusion et-permet d'évacuer cette matière de coque en fusion au lieu de la retenir. 71 22278 5 2096396 R E V E r D I C A T I 0 N S . 1.- Procédé pour préchauffer, avant de la réutiliser, une poche de coulée intermédiaire précédemment utilisée, cette poche intermédiaire comprenant une cuve garnie intérieurement de matière 5 réfractaire et comportant me extrémité supérieure ouverte et une buse dans son fond pour débiter ou évacuer du métal en fusion, caractérisé en ce qu'on fait basculer la cuve autour d'un axe horizontal vers une position de préchauffage, on amène la cuve en ligne avec un brûleur et un dispositif d'échappement 10 coopérant avec un couvercle, le couvercle fermant l'extrémité supérieure ouverte de la cuve mais présentant des ouvertures qui permettent respectivement d'introduire le brûleur dans la cuve 2.- Procédé suivant la revendication 1, pour préchauffer une poche de coulée intermédiaire après avoir coulé de l'oxyde de fer en fusion par la buse de la poche intermédiaire, caractéri- 20 se en ce qu'on chauffe la cuve à une température comprise entre 1260 et 16j+9°C pour faire fondre une couche solidifiée d'acier et de laitier présente sur les parois de la cuve. 3.- Système servant à préchauffer une poche de coulée intermédiaire comportant une buse de débit dans son fond au moyen 25 d'un brûleur, en vue d'exécuter le procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve garnie de matière réfractaire et comportant une extrémité supérieure ouverte fermée par un couvercle garni de matière réfractaire et percé d'ouvertures de remplissage et de regard, des moyens pour attacher le 30 couvercle de manière amovible à la cuve, un passage de débit garni intérieurement de matière réfractaire associé à une paroi latérale de la cuve, des moyens pour supporter la cuve de façon qu'elle puisse pivoter autour d'un axe horizontal pour amener le passage de débit au point inférieur de la cuve basculée dans la position de 35 préchauffage, un dispositif-d'échappement près du brûleur, et un emplacement pour le dispositif d'échappement et le brûleur dans lequel ils sont respectivement en ligne avec les ouvertures de remplissage et de regard. It-.- Système suivant la revendication 3» caractérisé en M-0 ce que les moyens d'attache amovibles comprennent des oreilles 71 22278 6 2096396 prévues sur la cuve et sur le couvercle et des boulons d'assemblage déterminant la position des ouvertures de remplissage et de regard par rapport au dispositif d'échappement et au brûleur. 5.- Système suivant la revendication 3j caractérisé en ce que les moyens de support pivotants comprennent deux tourillons coaxiaux montés sur la cuve, l'axe commun des tourillons étant disposé sur une ligne d'équilibre au-dessus du centre de gravité de la poche de coulée intermédiaire. 6.- Système suivant la revendication 3> caractérisé en ce que le passage d'évacuation ou de débit est une ouverture de décharge ou d'évacuation ménagée dans le bord de l'extrémité supérieure de la cuve et délimitée par les garnissages réfractaires correspondants de la cuve et du couvercle.