Brevet FR2061732A1 — publié le 19710625

La présente invention concerne un dispositif pour la coulée au moyen de tubes dans une installation de coulée continue d'acier, dans lequel au moins une ouverture de sortie d'un tube de coulée est située au-dessousde la surface d'un bain recouverte de laitier. . Lors 'de la coulée continue, on utilise des tubes de coulée pour la protection contre l'oxydation de l'acier entre le panier de coulée et la surface du bain dans la lingotière, ou entre la surface du bain dans le panier et la poche de coulée. De tels tubes de coulée permettent cependant également de diminuer l'entrée de particules de laitier et d'oxydes dans le cratère liquide. L'augmentation des poids unitaires des charges, d'une part, et l'application de la coulée séquentielle, d'autre part, ont considérablement allongés les durées de coulée..Les tubes et les buses de coulée en matériau réfractaire sont fortement sollicités pendant ces opérations, si bien que leurs durées de service limitent la durée de coulée. En cas d'utilisation de fondant en poudre, pour recouvrir la surface du bain dans la lingotière, on constate déjà au bout de durées de coulée relativement courtes une érosion du tube au niveau de la surface du bain. Cette attaque est principalement provoquée par l'action agressive du laitier formé par le fondant en coudre qui est en mouvement permanent en raison de la circulation de l'acier dans le bain. Les érosions peuvent se produire cependant aussi au niveau de l'embouchure des tubes de coulée, surtout avec des aciers alliés au manganèse- Ces érosions occasionnent fréquemment une rupture du tube aux endroits affaiblis. De telles ruptures provoquent des entrées indésirées de laitier dans le cratère liquide si le panier de coulée avec le tube ne peuvent pas être abaissés immédiatement pour que l'extrémité inférieure du tube plonge de nouveau dans la surface du bain. Avec les tubes de coulée comportant des ouvertures de sortie latérales,il se produit en outre une circulation nuisible jusque dans les couches profondes du cratère liquide, après rupture de la partie immergée dans le bain. Le changement de cette circulation provoque une érosion de la croûte, notamment lorsqu'il s'agit d'installations de coulée continue courbes, ce qui augmente à la fois le risque de percées,et la sensibilité à la formation de criques. Le but de l'invention est de réduire l'érosion de tubes de coulée provoquée par l'action chimique et physique du laitier au niveau de la surface du bain, et/ou de compenser l'effet de l'érosion dans la zone de l'embouchure, afin de prolonger ainsi les durées de service des tubes de coulée. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un anneau en matériau -réfractaire qui est séparé du t;ube de coulée, entoure celui-ci 70 33269 2 2061732 à peu près concentriquement, plonge dans le bain et dépasse en haut de la couche de laitier. • • Il est avantageux de faire flotter cet anneau sur la surface du bain afin de protéger le tube de coulée contre l'action érosive du laitier en cas 5 de changements du niveau du bain, et afin d'assurer un remplacement rsimpie de l'anneau. Le diamètre intérieur de ce dernier peut être supérieur d'au moins 2 mm au diamètre extérieur du tube de coulée. Des butëes limitent le mouvement de descente de l'anneau en bas pour éviter qu'il se dégage du tube dans le cas d'une forte baisse du niveau du 10 bain et afin de faciliter le démarrage. On peut obtenir toute profondeur d'immersion de 1' anneau, indépendamment de sa densité, lorsqu'il est fixé en une position déterminée par rapport au niveau théorique de la surface du bain. L'anneau est dans ce cas fixé avantageusement sur le tube au moyen de butées. 15 S'il s'agit de compenser les érosions dans la zone d'embouchure du tube de coulée, il y a lieu de fixer l'anneau de sorte qu'il soit placé au-dessus et au-dessous de l'ouverture de sortie du tube. Cette fixation de l'anneau sur le tube peut être réalisée au moyen d'un filetage à filet rond prévu sur la surface intérieure de l'ahneau. 20 D'autres caractéristiques-et avantages de l'invention ressortirontpks clairementde la description qui va suivre, donnée simplement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que du dessin annexé dans lequel : - la figure 1. est une coupe verticale d'une partie d'un panier de coulée et d'un tube de coulée plongeant dans la surface du bain dans une lingotière ; 25 la figure 2. est une coupe verticale d'un autre tùbe de coulée, représenté seulement en partie, plongeant dans la surface d'un bain ; la figure 3. est une coupe suivant la ligne III- III de la figure 2 ; la figure 4. est une coupe verticale d'une partie d'un autte tube de coulée ; la figure 5. est une coupe verticale d'une partie de encore un autre 30 tube de coulée ; la figure 6. est ùnè coupe suivant là ligne VI - VI de la'figure 5. La figure 1 représente :un panier de coulée 1 qui'ëst équipé d'un tube de coulée 2 dont l'ouverture de sortie est située au-dèssous dé-'là Surface 3 dubain d'une lingotière 4 pour; là coulée continue d'acier. La surfac'ë'3 est* recbtiverte ' " 35 de laitier 5*formé par du fondant en'poudre. Un anneau" 6 en'matériau réfractaire flotte sur là surface 3,' à ^>eu près côncentriquemént pâr rapport au tube de : ' coulée, et protège ce1 dernieir contre' l'érosion priovo'qùë'e par l'attaque chimique' et physique du laitier 5. L'anneau 6 se t"rouv£ëG ''e'fi'îràtftie'aù-deVsou"s de la ? ' * « 70 33269 3 2061732 surface du bain, conformément à sa densité. Afin que le tube soit protégé contre l'attaque de la couche de laitier agressive, la hauteur de la partie de l'anneau 6 qui émerge de la couche de laitier 5 correspond en règle générale à un multiple de l'épaisseur de cette couche. 5 Deux anneaux de réserve 6' et 6 ' ' sont disposés avant le début de la coulée sur le tube Z pour permettre le remplacement immédiat de l'anneau 6 en cas de détérioration de celui-ci par usure . Un dispositif de retenue 7 - représenté schématiquement - maintient les anneaux de réserve 6', 6'' dans une position au-dessus de la surface du bain. LO La figure 2 représente un tube de coulée 12 présentant deux ouvertures de sortie 13 qui débouchent latéralement sous la.surface 3 du bain. Un anneau réfractaire 14 flotte sur cette surface. Les bords 15 et 16 de l'anneau 14 sont arrondis et la surface intérieure 19 de l'anneau est bombée afin de réduire au minimum le risque d'un coincement de l'anneau sur le tube. Le jeu L5 20 entre ce dernier et l'anneau doit être d'au moins 1 mm. Des butées 17 -réalisées sous forme de saillies prévues sous la surface du bain - empêchent que l'anneau 14 se dégage du tube 12 dans le cas d'une baisse imprévue du niveau du bain. Des butées 17' et 17." supportent des anneaux de réserve 14' et 14". La figure 3 montre une coupe des butées 17' sur le tube de coulée. 10 Elles coopèrent avec des évidements 18 des anneaux 14, 14' et 14" de la façon d'un joint à baïonnette. Ces anneaux peuvent être glissés par-dessus les butées 17, 17' et 17" du tube 13 et être tournés ensuite d'environ 90° par rapport au tube, de sorte qu'ils s'appuient ensuite sur lesdites butées. La figure 4 représente un anneau 46 qui est maintenu dans une position !5 prédéterminée sur le tube de coulée 2 par des butées inférieures 42 et des butées supérieures 43. Cette position est choisie de telle manière par rapport au niveau théorique de la surface 3 du bain que la couche de laitier 5 soit maintenue à l'écart du tube 2. La figure 5 représente à nouveau le tube de coulée 12 avec deux ouvertures •0 de sortie latérales ; un anneau 54 est maintenu sur ce tub^, dans une position prédéterminée par rapport au niveau théorique de la surface 3 du bain, au moyen d'un filetage 53 à filet rond „ Ce tube peut également comporter une seule ouverture de sortie 13. L'anneau 54 protège le tube contre l'action érosive du laitier 5 et compense en même temps l'érosion - indiquée par le trait 5 interrompu 57 - dans la zone de l'embouchure du tube. Cette érosion est relativement importante lorsque les durées de coulée sont longues, surtout lorsqu'il s'agit d'aciers alliés au manganèse. Cet anneau 54 est fixé sur le tube de coulée 12 de sorte qu'il se trouve au-dessus et au-dessous de l'ouverture de 70 33269 4 2061732 sortie 13. Dans le cas d'une rupture du tube 12 par suite d'une forte érosion, par exemple le long d'une ligne de rupture 58, l'anneau maintient la partie détachée du tube dans la position qu'elle occupait jusqu'alors, en raison de la fixation sur l'anneau sur la partie située au-dessus, l'anneau 5 absorbe les forces dynamiques d'écoulement dans le sens de la longueur du tube de coulée,et la poursuite de la coulée dans les mêmes conditions d'écoulement est assurée. La fixation au-dessous de l'ouverture d'écoulement peut cependant être obtenue également par une bague de retenue ou par un fond fermé. Lorsque 10 l'anneau comporte un fond fermé, on obtient en même temps une protection contre la percée verticale du fond du tube de coulée. La figure 6 montre le tube 12 et l'anneau 54 en coupe transversale. Des ouvertures de sortie 59 de l'anneau 54 correspondent à des ouvertures de sortie 13 du tube 12. A la place d'un filetage rond, on peut également utiliser 15 d'autres dispositifs de fixation, par exemple un joint à baïonnette, pour maintenir l'anneau dans la position désirée et pour absorber les forces agissant dans le sens de l'axe longitudinal du tube de coulée. Les anneaux 6, 14, 46 et 54 sont avantageusement en un matériau réfractaire qui est chimiquement neutre par rapport au laitier. On peut utiliser à 20 cet effet des mélanges de graphite et d'argile, tels que les mélanges connus pour la fabrication de tubes de coulée. Il est également possible d'utiliser d'autres matériaux réfractaires, à choisir en fonction de la composition du laitier et de la qualité de l'acier. La demanderesse a constaté que ces anneaux sont beaucoup moins sollicités mécaniquement que les tubes de coulée, de sorte 25 qu'il est également possible d'employer des matériaux réfractaires ayant une plus faible résistance mécanique. Le même dispositif peut également être appliqué entre la poche de coulée et le panier. Des anneauxovalesou aplatis peuvent en outre être utilisés lorsqu'il s'agit de la coulée de billettes de sections relativement faibles. 70 33269 5 2061732 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la coulée au moyen de tubes dans une installation de coulée contihue d'acier, dans lequel au moina une ouverture de sortie d'un tube de coulée est située au-dessous de la surface d'un bain recouverte de laitier, caractérisé par un anneau en matériau réfractaire séparé du tube de coulée, 5 disposé à peu près concentriquemeiit par rapport à celui-ci, plongeant dans la surface du bain et emmergeant de la couche de laitier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en cè que l'anneau flotte sûr la surface du bain. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre 10 intérieur de l'anneau est supérieur d'au moins 2 mm au diamètre extérieur du tube de coulée. ' 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que des butées prévues sur le tube de coulée limitent le mouvement flottant de l'anneau en "bas. 15 J 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau est fixé dans une position prédéterminée par rapport au niveau théorique de la surface du bain. 6. Dispositif selon la revendication 5,caractérisé en ce que des butées prévues sur le tube de coulée maintiennent l'anneau dans une position prédéter- 20 minée par rapport au niveau théorique de la surface du bain. 7. Dispositif selon la revendication 1, dont le tube de coulée présente au moins une ouverture de sortie latérale, caractérisé en ce que l'anneau est fixé au-dessus et au-dessous de J.'ouverture de sortie sur le tube de coulée. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anneau 25 est fixé sur le tube de coulée au moyen d'un filetage à filet rond prévu sur la surface intérieure de l'anneau.