Brevet FR2064370A1 — publié le 19710723

La présente invention concerne des revêtements de masselottage pour lingotières. Dans un but de simplification, on utilisera le terme "lingotières" dans le présent mémoire, mais il reste entendu que cette dénomination englobe 5 également les rehausses, car l'invention est tout aussi bien applicable aux revêtements de masselottage de rehausses de lingotières. On connaît de nombreux procédés de fixation de plaques ou autres éléments de masselottage dans les têtes 10 de lingotières. D'une façon générale, les procédés qui font appel à des éléments supplémentaires de fixation, tels que des clous, des agrafes, des tringles, des tirants, etc..., sont considérés comme "encombrants" et aucun d'entre eux n'a obtenu quelque accueil favorable. 15 On a également proposé des mélanges adhésifs variés pour fixer les plaques de revêtement aux parois des lingotières, mais aucun ne donne régulièrement des résultats satisfaisants, principalement en raison de l'incapacité des adhésifs à remplir efficacement le rôle qui leur est assigné 20 dans les conditions qui existent normalement dans les aciéries. Les parois des lingotières sont souvent irrégulières et présentent des criques, des piqûres et des craquelures de telle sorte que lorsqu'on presse contre la paroi une plaque de revêtement, qui est plane si on la compare à 25 la paroi de la lingotière, le contact ne s'établit qu'à quelques endroits. Ainsi, la face de la plaque portant une couche d'adhésif ne sera liée à la paroi qu'en quelques points de contact. De plus, la surface des parois de la lingotière manque fréquemment de propreté, mais est recouverte de particu-30 les qui adhèrent de façon lâche les unes aux autres et qui sont des particules d'oxyde de fer ou de résidus réfractaires provenant de matières utilisées comme revêtements de masselottage dans des opérations antérieures de coulée de lingots. Les plaques de revêtement ne peuvent pas être fixées 35 aux parois à l'aide d'adhésifs connus sans avoir procédé d'abord à un brossage des parois pour les débarrasser des résidus. Outre ces irrégularités de petite envergure, les parois des lingotières sont rarement planes et présentent 40 habituellement une certaine cambrure, de sorte que les profils 70 36893 2 2064370 des plaques de revêtement doivent concorder avec cette cambrure. C'est ainsi qu'une plaque de revêtement qui est plane doit être déformée au profil voulu et toute liaison adhésive doit pouvoir résister à la tendance naturelle d'une plaque 5 de revêtement élastique à revenir à sa forme plane initiale. Les adhésifs connus présentent plusieurs inconvénients, à savoir : les adhésifs non réfractaires tendent à remplir leur fonction d'une façon inadéquate quand ils sont soumis à la chaleur qui existe avant et pendant la 10 coulée et sont sujets à la combustion et même à des explosions, et les adhésifs réfractaires tendent à laisser un résidu adhérent sur les parois des lingotières après le démoulage du lingot. Si l'on veut éviter l'accumulation de résidus indésirables au cours des coulées successives, ces résidus 15 doivent être enlevés. Ainsi, l'utilisation d'adhésifs connus oblige à procéder à des nettoyages plus méticuleux que le simple soufflage à l'air comprimé ou le nettoyage à la brosse métallique qui sont les deux techniques les plus courantes de 20 nettoyage de lingotières. Ce supplément de nettoyage provoque des pertes de temps et est aussi peu pratique. Selon un premier aspect de la présente invention, un procédé de masselottage d'une lingotière par adhérence de plaques préformées de revêtement de masselottage 25 dans cette lingotière est caractérisé en ce qu'il consiste à placer,sur au moins l'une des surfaces que l'on doit faire adhérer l'une à l'autre, une couche molle d'une matière difficilement inflammable, à placer les plaques de revêtement dans la lingotière et à les forcer contre les parois 30 de cette dernière, ce qui a pour effet de déformer la couche molle, ladite couche molle étant amenée à adhérer à la surface de la lingotière à l'aide d'une couche intermédiaire d'adhésif. Cette mince couche intermédiaire ne crée pas de risque d'incendie et se comporte de façon satisfai-35 santé. Selon une particularité de l'invention, un procédé de masselottage d'une lingotière est caractérisé en ce qu'il consiste à fixer une plaque de revêtement de masselottage aux parais de la lingotière par l'entremise 40 d'une matière obturante déformable à laquelle aussi bien 70 36893 3 2064370 la plaque de revêtement que la paroi de la lingotière adhèrent à l'aide d'un adhésif. Cette matière obturante déformable constitue., dans un tel cas, la couche molle difficilement inflammable dont il a été question dans le paragraphe pré-5 cèdent. Ce procédé permet de surmonter les inconvénients propres aux adhésifs connus et permet une liaison ferme des plaques de revêtement de masselottage aux parois de la lingotière., en dépit de la rugosité éventuelle et de la cambrure 10 de ces parois. On remarquera que cet effet ne serait pas obtenu par la simple utilisation d'une couche épaisse d'un adhésif organique quelconque, car une telle couche épaisse constituerait un risque important d'incendie. En utilisant, 15 au contraire, une couche molle peu inflammable enduite d'une mince couche d'adhésif, on peut obtenir simultanément une bonne adhérence et une bonne concordance mécanique. De préférence, on applique d'abord la couche molle sur la plaque de revêtement de masselottage, bien qu'on 20 puisse la faire adhérer à la paroi de la lingotière ou de la rehausse et appliquer ensuite la plaque à cette couche. De préférence, l'épaisseur de la couche molle est du même ordre de grandeur que les irrégularités de la paroi de la lingotière, par exemple de 0,8 à 1,5 mm. On peut former cette 25 couche molle de façons très diverses, et on peut utiliser, pour sa construction, des matériaux variés. Le matériau choisi peut être mou et élastique comme, par exemple, une mousse de polyuréthane, une feuille non vulcanisée de "Neoprene" (chloro-butadiène) ou un polypropylène spongieux ; 30 en variante, ce matériau peut ne pas être élastique, comme par exemple, une composition pâteuse ou similaire à un lut, ou encore un mastic. Dans certains cas, comme par exemple lorsqu'on utilise certains luts ou mastics, le matériau de la couche molle peut être lui-même suffisamment adhésif 35 pour rester en place sur la plaque avant qu'elle ne soit assemblée sur la paroi de la lingotière, alors que dans d'autres cas, par exemple quand on utilise une mousse de polyuréthane, on pourra utiliser une couche intermédiaire d'adhésif. Dans certains cas, la couche molle sera formée 40 en un matériau similaire à celui-de la plaque de revêtement 70 36893 k 2064370 de masselottage. L'épaisseur de la plaque de masselottage est, en général, de 0,5 à 5 cm, bien qu'on connaisse aussi des plaques de revêtement plus minces qui peuvent être également appliquées par le procédé selon l'invention. En utilisation, la présence de la couche molle permet de rattraper les irrégularités de la paroi de la lingotière et, dans de nombreux cas, cette couche enrobe les particules d'écaillage, de saletés, etc... et elle adhère fermement à la paroi pleine de la lingotière elle-même. Pour assurer l'adhérence de la plaque à la paroi de la lingotière, on presse cette plaque contre la paroi. Une fois que cette pression est interrompue, le mouvement de la plaque tendant à l'écarter de la paroi est absorbé par la matière molle et les surfaces adhérentes ne s'écartent pas l'une de l'autre. Il n'est pas indispensable que la couche molle s'étende sur la totalité de la surface de la plaque ou de la paroi de la lingotière, mais cette couche peut être présente seulement dans des zones individuelles, par exemple sous forme de bandes ou de cordons. En vue de réduire au minimum l'absorption de l'adhésif ou de la matière de la couche molle elle-même dans la plaque de revêtement, il est fréquemment recommandé d'apprêter la plaque d'une façon appropriée. Lors du choix des matériaux pour la formation de la couche molle, on doit prendre en ligne de compte un certain nombre d'autres considérations. De préférence» cette couche molle doit posséder les caractéristiques suivantes : a) elle doit pouvoir absorber les vibrations et les chocs j b) elle doit être facilement déformable quand on applique de la pression sur les plaques de revêtement de masselottage au cours de leur assemblage dans la lingotière, car on obtient une surface de contact plus étendue si la couche molle épouse les irrégularités microscopiques et les défauts d'uniformité géométrique de la paroi de la lingotière ; - _ c) elle doit conserver, sa consistance molle, nécessaire pour son utilisation, dans les conditions extrêmes d'humidité et de température qui peuvent intervenir peïjdant le stockage ; 70 36893 5 2064370 d) elle doit posséder des résistances à la traction et au cisaillement dont la valeur soit suffisante pour supporter le poids des plaques de revêtement de masselottage à la température ambiante et aux températures élevées ; 5 e) elle doit posséder une résistance suffisamment élevée au cisaillement interne aux températures élevées, c'est-à-dire aux températures que la matière subira pendant la coulée de l'acier, de manière que cette couche ne soit pas détériorée pendant la coulée du métal à un degré suffisant pour 10 affaiblir la liaison entre la lingotière et la plaque de revêtement f) elle doit être compatible avec tout adhésif utilisé pour la faire adhérer à la plaque ou à la paroi de la lingotière ; par exemple, la matière dont la couche molle est formée ne doit pas provoquer la formation d'une peau ou pellicule d'adhésif 15 facilement détachable, ou elle ne doit pas absorber l'adhésif ou en détériorer d'autre façon les propriétés d'adhérence ; et g) elle doit pouvoir se dégrader thermiquement de manière suffisante pour permettre l'enlèvement facile des résidus après la coulée ; toutefois, la vitesse de cette dégradation 20 thermique doit être étudiée de manière que l'adhérence entre le revêtement et la paroi de la lingotière ne soit pas compromise avant la formation par le métal de la masselotte d'une paroi solidifiée dans la masselotte ; à aucun stade, la matière ne doit s'enflammer. 25 Les matériaux qui ont été spécialement formés pour servir de couche molle peuvent être, par exemple, des feuilles ou rubans extrudés dont les compositions comprennent une ou plusieurs charges pulvérulentes, telles que la poudre de carbonate de calcium ou de craie précipitée, ou du talc, 30 ainsi que des liants tels que des résines synthétiques plastifiées, des résines alkydes qui ne sèchent jamais, des huiles végétales mixtes ou des mélanges composés de deux ou plusieurs des ingrédients indiqués. En variante, le liant peut être une huile végétale siccative, telle qu'une 35 huile de lin (par exemple, une standolie, une huile soufflée ou une huile soufflée et épaissie), à laquelle on aura ajouté un anti-oxydant. La viscosité de l'huile utilisée peut varier, par exemple, de 40 à 3000 poises à 25°C. 70 36893 6 2064370 Les huiles peuvent également contenir d'autres additifs, tels que des stabilisants de viscosité, des catalyseurs d'oxydation et de polymérisation, des agents d'épaississement (comme des argiles de bentonite), ainsi que des poly-5 isobutylènes (pour augmenter les propriétés d'allongement). Ces compositions peuvent aussi contenir une certaine proportion de matières fibreuses, par exemple du papier journal ou du papier kraft mis en fibres, de l'amiante, de la laine de verre ou de la laine de scories afin d'améliorer les 10 résistances à la traction et au cisaillement des compositions. De plus, la charge peut être préalablement enrobée, par exemple avec une résine ou un stérate en vue d'empêcher une absorption excessive du liant résineux. Tout adhésif servant à fixer la matière molle 15 à une plaque de revêtement de masselotage ou à la paroi de la lingotière doit de préférence : a) être un adhésif qui adhère par pression et qui est fortement poisseux ; b) rester poisseux et ne pas subir de détérioration 20 dans les conditions extrêmes de température et d'humidité ; c) former, une fois sec, une pellicule flexible et élastique ; d) rester efficace à des températures comprises entre -15°C et 400°C ; 25 e) être compatible avec la matière de la couche molle et avec la sous-couche ou l'apprêt, si on utilise ces derniers ; et f) se dégrader ou se carboniser pendant l'opération de coulée, de manière à ne pas laisser de résidu d'adhésif 30 non décomposé sur la paroi de la lingotière, ce qui pourrait avoir des conséquences fâcheuses sur les opérations ultérieures de revêtement ou de coulée. L'apprêt et/ou la sous-couche (quand on les utilise) sont appliqués sur la plaque de masselottage (qui peut être 35 calorifuge ou exothermique, flexible ou rigide) pour éviter une absorption excessive d'adhésif par la composition de masselottage. L'apprêt ou sous-couche doit être flexible ou élastique après séchage, de préférence non inflammable et capable de rendre sensiblement imperméable lr. surface 40 de la plaque de revêtement de masselottage. Cet apprêt ou 70 36893 7 2064370 sous-couche contient, de préférence, une charge ou un pigment (bioxyde de titane, kaolin, gypse ou un autre produit qu'on incorpore habituellement dans les peintures), dont la présence contribue au nivellement de la surface de la plaque de revête-5 ment de masselottage qui présentera ainsi une surface plus lisse pour la réception de l'adhésif et, ensuite, de la couche de matière molle. La base de l'apprêt peut être, par exemple, une émulsion aqueuse d'acétate de polyvinyle ou d'acrylate de 2-éthyl-hexyle. Eventuellement, on peut utiliser dans ce 10 but une émulsion diluée de l'adhésif choisi lui-même. Un apprêt qui convient dans ce but et qui est disponible dans le commerce est le produit "Politone" vendu par Dunlop Chemical Products Division. Dans la pratique, on applique de préférence la couche 15 d'apprêt et la couche molle à la surface des plaques de revêtement de masselottage qu'on désire coller aux parois de la lingotière ; ces couches peuvent être sous forme de bandes ou de cordons, ou elles peuvent recouvrir toute la surface de la plaque. Un agencement spécialement avantageux 20 est celui d'un certain nombre de bandes parallèles et espacées, ayant chacune de 12,7 à 50 mm de largeur et espacées de distances allant de 12,7 à 50 mm. Il est particulièrement recommandé d'appliquer la couche molle au moins le long du bord de chaque plaque qui occupera, en service, la position 25 la plus basse. Suivant un mode d'exécution particulièrement avantageux de 1'invention, on utilise la matière molle sous forme de bandes d'une composition extrudée portant une couche d'adhésif sur les deux faces. Le produit composite (adhésif/matière 30 molle) peut alors être protégé par l'application d'une classique feuille de papier de protection détachable sur chaque face. On applique ce composite (adhésif/matière molle) sur les surfaces enduites d'apprêt de la plaque de masselottage, après avoir naturellement enlevé le papier de 35 protection détachable de l'une des faces du composite. On enlève le papier de protection détachable de la seconde face du composite immédiatement avant de fixer la plaque à la lingotière. Grâce à l'application de pression à la plaque de revête ment de masselottage, on la fait adhérer fermement à la 70 36893 8 2064370 paroi de la lingotière, et la matière molle se déforme pour épouser toutes les irrégularités de la surface de la lingotière. Dans certains cas, la matière molle peut couler et tendre à enrober les particules individuelles qui peuvent adhérer 5 à la paroi de la lingotière, en permettant à l'adhésif de pénétrer entre les particules elles-memes. On peut utiliser efficacement cette technique avec des lingotières dont les températures sont de -15°C à 4400°C. Il est évidemment inutile d'utiliser un papier de protection détachable si l'on applique 10 directement le composite (adhésif/matière molle) à la plaque de masselottage. Les plaques de masselottage qui conviennent particulièrement aux fins de l'invention sont décrites dans la demande de brevet français N°70 1139? du 31 mars 1970 au-nom de la 15 Demanderesse. L'exemple suivant, dans lequel toutes les proportions sont en poids sauf stipulation contraire, sert à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée . EXEMPLE : 20 Comme matière molle, on prépare une composition de mastic à partir d'un mélange de 2 parties de craie précipitée et 1 partie d'une résine alkyde qui ne sèche jamais. On extrude cette composition en rubans ayant environ 12 mm de largeur et 1,5 mm d'épaisseur. On enduit chaque face du ruban 25 avec une émulsion aqueuse à 50 % d'acrylate de 2-éthyl-hexyle et on laisse sécher. Un poids approprié d'application de cette émulsion est de 50 à 550 g/m , avec une préférence pour p l'intervalle de 100 à 350 g/m . On protège chaque face avec une bande de papier de protection détachable enduit de silicone. 30 On prépare des plaques de masselottage calorifuges à recevoir le composite ainsi formé et, pour cela, on peint les faces postérieures des plaques (c'est-à-dire les faces qui, en service dans la lingotière, seront éloignées du métal en fusion) avec un apprêt qui consiste en une émulsion partielle-35 ment hydrolysée d'acétate de polyvinyle contenant du kaolin à titre de charge. On décolle le papier détachable d'une face d'une bande du cômposite, que l'on applique le long du bord inférieur de la face postérieure de l'une des plaques calorifuges. On applique d'autres bandes à la plaque, pa-40 rallèlement à la première bande, à intervalles de 12,5 ®m 70 36893 9 2064370 sur toute la face de la plaque. On prépare de la même façon les autres plaques devant revêtir la lingotière. On fixe aisément ces plaques en position dans la tête de la lingotière en décollant le papier de protection détachable de l'autre fece et en 5 pressant les plaques aux emplacements appropriés. Bien entendu, alors qu'il a été question de trois composants séparés (apprêt, adhésif et matière molle), on peut, dans certains cas, incorporer deux de ces composants ou même tous les trois dans un seul composite. Ainsi, par 10 exemple, on peut utiliser une matière molle qui est elle-même suffisamment adhésive pour adhérer à la plaque de masselottage. On peut également incorporer une couche imperméable pendant la fabrication de la plaque de masselottage et éviter ainsi la nécessité d'appliquer un apprêt. 15 II va de soi que l'invention n'a pas seulement pour objet le procédé qui vient d'être décrit, mais aussi les divers matériaux nécessaires pour sa mise en oeuvre. Plus précisément, l'invention comprend les bandes en matière molle, du type indiqué, portant sur chaque face une couche 20 d'adhésif adhérant par pression ; elle comprend également les lingotières, les plaques et manchons de masselottage et éléments équivalents portant lesdites bandes adhérentes. 70 36893 10 2064370 REVENDICATIONS 1.- Procédé de masselottage d'une lingotière par collage de plaques préformées de revêtement de masselottage dans cette lingotière, caractérisé en ce qu'il consiste à 5 placer sur au moins l'une des surfaces que l'on doit faire adhérer l'une à l'autre une couche molle d'une matière difficilement inflammable, à placer les plaques de revêtement dans la lingotière et à les forcer contre les parois de cette dernière, ce qui a pour effet de déformer la couche molle, 10 ladite couche molle'étant amenée à adhérer à la surface de la lingotière à l'aide d'une couche intermédiaire d'adhésif. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe une plaque de revêtement de masselottage aux parois d'une lingotière par l'entremise d'une matière 15 obturante déformable à laquelle on fait adhérer, à l'aide d'un adhésif, aussi bien la plaque de revêtement que la paroi de la lingotière. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on place d'abord la couche molle sur 20 les plaques de revêtement et on installe ensuite les plaques ainsi traitées dans la lingotière. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche molle est de 0,8 à 1,5 mm. 25 "5.- Procédé selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche molle est formée en une matière choisie parmi une mousse de polyuréthane, une feuille non vulcanisée de chloro-butadiène., un polypropylène spongieux, un lut et un mastic. 30 6.- Procédé selon l'une quelconque des reven dications 1 à 5» caractérisé en ce que la couche molle est présente sous forme d'une série de bandes individuelles. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'avant d'appliquer 35 la couche molle sur la plaque de revêtement, on enduit d'un apprêt ou d'une .sous-couche la face de la plaque qui doit venir en contact avec cette matière molle. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit apprêt ou sous-couche est une 40 émulsion d'une matière polymère filmogène contenant une 70 36893 n 2064370 substance choisie parmi les charges et les pigments. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise une couche intermédiaire d'adhésif pour coller la couche molle à au moins 5 l'une des deux surfaces auxquelles elle doit être assujettie, cet adhésif étant un polymère d'acrylate de 2-éthyl-hexyle. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on forme la couche molle à partir d'un mélange d'une charge pulvérulente et d'un 10 liant fluide choisi parmi les résines synthétiques plastifiées, les résines alkydes qui ne sèchent jamais et les huiles végétales. 11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la charge est choisie parmi la craie pré- 15 cipitée, les matières fibreuses et le talc. 12.- Elément de revêtement de masselottage, sous forme d'une plaque ou d'un manchon, caractérisé en ce qu'il porte sur une faee une couche molle telle que spécifiée dans l'une quelconque des revendications 1 à 11. 20 13.- Lingotière, caractérisée en ce qu'une couche molle telle que spécifiée dans l'une quelconque des revendications 1 à 11 adhère sur le pourtour de la surface intérieure de sa tête. 14.- Bandes de matière molle, destinées à être uti- 25 Usées dans le procédé selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles sont formées d'un mélange d'une charge pulvérulente et d'un liant fluide, ce liant étant choisi parmi les résines synthétiques plastifiées, les résines alkydes qui ne sèchent jamais et les huiles végé- 30 taies, ces bandes portant sur chaque face une couche d'un adhésif adhérant par pression. 15.- Bandes selon la revendication 14* caractérisées en ce que l'adhésif adhérant par pression est le poly-acrylate de 2-éthyl-hexyle.