Brevet FR2093922A1 — publié le 19720204

La présente invention concerne un panier de coulée en forme de tambour,présentant au moins deux ouvertures de décharge munies de tiroirs de fermeture et de tubes de décharge, qui est destiné aux installations de coulée continue d'acier, l'une des 5 ouvertures de décharge du panier de coulée étant située, en position de coulée, au-dessus d'une lingotière et l'autre ouverture, hors service, étant située en dehors du bain d1'acier contenu dans le panier, les ouvertures de décharge et une ouverture pour l'introduction du' jet d'acier étant prévues dans l'enveloppe cylindrique 10 du tambour. Pour la coulée continue d'acier, on utilise habituellement un panier de coulée monté entre la lingotière et la poche de coulée. Ce panier a pour but de compenser les variations et les in-terruptbns de l'amenée de l'acier, notamment pendant les coulées 15 séquentielles. Notamment lorsqu'il s'agit d'installations pour des barres de sections relativement importantes, les paniers de coulée sont équipés de dispositifs de fermeture à quenouilles ou à tiroirs, ces derniers devenant de plus en plus importants. On utilise en outre, avec de bons résultats, des tubes de coulée ou de décharge 20 pour éviter l'entrée de laitier dans la barre coulée, pour améliorer la circulation de l'acier dans le cratère de la barre, et afin de protéger l'acier contre une oxydation entre le panier et la surface du bain dans la lingotière. L'augmentation de poids des charges, d'une part, et l'in-25 troduction de la coulée séquentielle, d'autre part, nécessitent des temps de coulée qui sont considérablement plus longs. Les tiroirs et les tubes de décharge en matériaux réfractaires sont de ce fait fortement sollicités, à tel point que leurs durées de service limitent la durée de la coulée. Au.bout de temps de JO coulée relativement courts, on constate des érosions sur le tube de décharge, notamment lorsqu'il s'agit de la coulée d'aciers alliés au manganèse et lorsque le bain dans la lingotière est recouvert de fondant en poudre. Ces érosions occasionnent fréquemment la rupture d'un tube de décharge, ce qui se traduit, 35 notamment lorsqu' il s'agit de tubes gyant des ouvertures de sortie " latérales, par des entrées indésirables d'impuretés en raison de la circulation, ces impuretés pouvant être entraînées jusque dans les couches profondes du cratère, donc également dans la 70 33268 2 2093922 croûte en cours de solidification de la barre. Dans les installations courbes, il se produit en outre une érosion de la croûte, ce qui augmente le risque de percées et la sensibilité à la fissuration. En cas de plusieurs aoulées séquentielles, l'usure par 5 érosion de parties du tiroir ne peut cependant pas non plus être évitée, et une telle usure peut nécessiter l'interruption de la coulée. On connaît un panier de coulée réalisé sous forme d'un four de maintien à température qui présente deux ouvertures de 10 décharge munies de dispositifs de' fermeture et de tubes de décharge, dont l'une des ouvertures est située, en position de coulée, au-dessus d'une lingotière de coulée continue, tandis que l'autre ouverture de décharge est hors service et est située en dehors du bain de métal du panier. L'ouverture de décharge qui n'occupe 15 pas la position de coulée peut être remplacée avec le tube de décharge et une partie du panier pepdant le processus de coulée au moyen d'un tel panier. Ce remplacement à cependant l'inconvénient que la partie en question du panier'et le révêtement réfractaire aggloméré et scorifié doivent être détachés et doivent ensuite 20 être reliés de nouveau de façon étanche par du mortier. Ce travail prend beaucoup de temps et, pendant quril est en cours, il n'est pas possible d'effectuer l'inversion des buses de coulée, pouvant éventuellement devenir nécessaire, de sorte que ce dispositif n'est pas toujours prêt à être, utilisé en cas de perturbations. 25 D'autres Inconvénients inhérents à la forme du panier de coulée proviennent du fait que les ouvertures de décharge sont prévues à une distance considérable au-dessus du fond du panier, si bien qu'elles sont seulement couvertes par une fraction de la hauteur totale du bain contenu dans le panier lorsque ce dernier est 350 basculé. Dans les installations de coulée continue à forte capacité, il se produit par conséquent une circulation et des turbulences importantes au-dessus de l'ouverture de décharge, qui entraînent l'introduction de laitier dans la lingotière. De plus, une partie du bain de métal, située au-dessous de l'ouverture de décharge, 35 ne peut pas être déversée dans la lingotière à la fin de la coulée, ce qui diminue le rendement. On connaît en outre un four de fusion et de maintien à température qui est réalisé sous la forme d'un tambour à axe longi- 70 33268 3 209.3922 tudinàl horizontal, qui présente un grand nombre d'ouvertures de décharge prévues dans l'enveloppe cylindrique du tambour.et servant à l'alimentation en métal de lingotières dépendant du four dans une installation de coulée continue. Les ouvertures de déchar-5 ge sont situées les unes en face des autres et peuvent déservir alternativement les ILngot1ère prévues de part et d'autre du tambour, chaque couverture de décharge pouvant seulement servir à l'introduction de métal fondu dans la lingotière correspondante , et se trouvant en dehors du bain de métal contenu dans le tambour lors-10 qu'elle n'eat pas utilisée» Le but de l'invention est de réaliser un panier, de. coulée en forme de tambour comportant des dispositifs de fermeture à tiroirs et des tubes de décharge, qui permet la mise en service alternative de ces dispositifs de décharge pendant la, coulée, 15 de même qu'un remplacement rapide des dispositifs de, décharge qui sont hors service. L'invention doit également permettre.une exploitation optimale du volume du tambour, d'une part, .afin de maintenir la hauteur totale de l'installation de coulée continue à une valeur faible et, d'autre part, afin de maintenir les frais ,de revêtement 20 faibles. Conformément à l'invention, ces résultats sont obtenus . par le fait que l'angle de l'ouverture pour l'introduction.de l'acier dans le panier est égals ou inférieur à l'angle sur lequel l'ouverture de décharge hors service doit être tournée pour 25 l'amener dans la position de coulée, et par le fait que le jet d'acier entrant dans le panier peut être décalé dans un plan horizontal et/ou peut être dévié de sa trajectoire vertica]& Il est avantageux de choisir un angle de rotation qui est supérieur à 90° afin que les restes d'acier et de laitier se trou-30 vant au-dessus du tiroir de fermeture puissent s'écouler de l'ouverture de décharge après que le dispositif de décharge a été tourné de la position de coulée à la position hors service. Afin d'obtenir en outre une exploitation convenable du volume du tambour, on prévoit avantageusement un angle de rotation 35 d'environ 100° et un angle d'environ 80° pour .1souverture à travers laquelle pénètre le jet d'acier entrant dans le panier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tube de décharge qui est hors service est chauffé au moyen, d'un dispositif 70 33268 2093922 de préohauffage afin que le tube et le tiroir correspondant soient à tout moment préparés pour la mise en. position de travail. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suiyre-, 5 donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels? -la figure 1 est une élévation d'une partie d'une poche, et une coupe d'un panier de coulée en forme de tambour et d'une lingotière correspondante! 10 - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1} - la figure 3 est une coupe d'un panier de coulée équipé d'une rigole pour la déviation du jet d'acierj - la figure 4- est une élévation latérale d'un dispositif 15 de préchauffage d'un tube de décharge. La figure 1 représente un panier de coulée rotatif 1 ayant la forme d'un tambour et présentant des ouvertures de décharge^ 2,2'. Le panier^ est reWtu à l'intérieur d'un matériau réfrac-taiVe, et la fermeture ou le réglage de la section de passage des 20 ouvertures de déoharge 2,2' est obtenue au moyen d'un tiroir 3,3' fixé, sous chacune des ouvertures, sur l'enveloppe 4 du tambour. Le tiroir 3 ^st suivi par un tube de^décharge 8 qui est destiné à empêoher les entrées de laitier dans le cratère 5 de la barre en cours de formation 6, et à empêcher l'oxydation de l'acier 25 entre le panier de coulée 1 et la lingotière' 7. Les deux ouvertures de décharge 2,2' sont disposées à un angle 11 l'un de l'autre dans l'enveloppe du tambour. L'ouverture de décharge 2, le tiroir de fermeture 3 et le tube de décharge 8, appelés également dispositifs de décharge, se trouvent en position 30 de coulée au-dessus de la lingotière 7, tandis que l'ouverture de décharge 2', le tiroir de fermeture 3* et un tube de décharge 8' sont hors service. L'angle 11 entre la position de coulée et la position hors service est d'environ 100° dans le présent exemple, si bien que l'ouverture de décharge 2' est située au-dessus du 35 bain d'acier 12 contenu dans le panier de coulée. Le tube de décharge 8' et le tiroir 3' peuvent être remplacés rapidement, si cela est nécessaire, lorsqu'ils occupent la position hors service ou de repos. Lorsque l'angle entre la position de coulée et la position d 70 33268 5 2093922 repos est supérieur à 90°, les restes d'acier et de laitier qui se trouvent encore au-dessus du tiroir fermé après le pivotement dans la position de repos peuvent s'écouler dans le bain d'acier 12, de sorte qu'une solidification de ces restes dans l'ouverture de 5 décharge 2' est évitée. Si cet angle 11 est supérieur à 90°, le niveau du bain d'aoier 12 dans le panier 1 peut en outre être plus élevé, ce qui permet une meilleure (exploitation du volume du tambour. Le panier 1 est alimenté par un jet d'acier 13 sortant d'une poche 14 qui est montée, par exemple, sur un ohariot porte-10 poohe pouvant être déplacé horizontalement. Le jet d'acier 13 traverse l'enveloppe oylindrique du tambour par une ouverture de chargement 16. L'étendue de iette dernière dans le sens de la périphérie de l'enveloppe correspond à l'angle 17. Cet angle doit être égal ou "inférieur à l'angle de rotation 11 si l'on désire 15 exploiter convenablement le volume du tambour. L'angle 17 est d'environ 80° dans l'exemple représenté. Lorsque le panier de ooulée est tourné de l'angle 11, par exemple en raison d'une perturbation -pouvant être provoquée soit par le tube de décharge 8, soit par le tiroir 3- il y a lieu 20 de décaler également le jet d'acier vertical 13 par un déplacement horizontal jusquè dans une position indiquée par un jet d'aoier 13' représenté en traits mixtes. Ce décalage du jet peut être obtenu pendant la rotation du panier 1 par le déplacement du chariot porte-poche. Il est cependant également possible de fermer la buse 25 de la poche et de déplacer cette dernière seulement■après le changement de position des ouvertures de décharge ,du panier. Si l'installation oomporte une tourelle sur laquelle est placé le chariot, on peut également faire décrire un mouvement suivant un aro de oer-cle, dans le plan horizontal, au jet d'acier. Il suffit dans ce cas 30 que l'ouverture de chargement 16 présente la largeur nécessaire. Une ouverture de trop-plein 18 empêche qu'un niveau de remplissage maximal déterminé du bain d'acier 12 soit dépassé* Les lignes en traits mixtes 16', 18', 13' et 8" représentent l'ouverture de chargement, l'ouverture de trop plein, le jet d'acier et 35 une partie du tube de décharge après l'amenée du dispositif de décharge 31—8* dans la position de ooulée au-dessus de la lingotière. Le panier de coulée 1 peut généralement être soulevé et abaissé afin de permettre l'introduction du tube de décharge dans 70 33268 6 2093922 la lingotière. Lorsqu'il s'agit de la ooulée de brame» de grande largeur, il est cependant également possible d'introduire le tube de décharge dans la lingotière sans le soulèvement du panier. La figure 2 représente une ooupe longitudinale du panier 1. 5 Le niveau théorique du bain d'aoier 12 se trouve d'une distance 21 au-dessous de l'axe longitudinal 22 du taipbour . Le bord inférieur de l'ouverture de trop plein 18 est situé entre l'axe longitudinal 22 du tambour et le niveau théorique du bain 12. L'ouverture de chargement 16 peut avoir une largeur quel-10 oonque parallèlement à l'axe 22 du tambour, afin de faciliter l'accès de ce dernier en cas de réparations. Les deux extrémités frontales portent des anneaux de support 23 pour le montage'en rotation du panier sur des paliers à rouleaux non représentés. Le panier peut cependant être muni également de rails montés sur la périphé-15 rie de l'enveloppe et coopérant avec des galets. Un panier de coulée, selon l'invention, ayant un diamètre intérieur de 1600mm, une longueur intérieure de 2000mm et une hauteur de remplissage théorique de 700mm peut contenir une charge nominale de 11,8 t et une charge maximale de 12,9t, le bord infé-20 rieur de l'ouverture de trop plein étant situé à une hauteur de 750mm. L'importance de oes charges suffit pour le remplacement .d'une poche sans interruption de la coulée, même s'il s'agit d'une * importante installation, dont la capacité de coulée est de plusieurs 25 tonnes par minute. Pour amener le dispositif de décharge depuis sa position de repos dans la position de coulée, il faut interrompre l'introduction de métal dans la lingotière pendant environ 15secondœ. Cette brève interruption ne nécessite pas d'arrêt dans la coulée 30 continue. Afin d'augmenter le volume utile du tambour, la forme ronde de celui-ci peut être modifiée de telle manière que la section transversale du bain -correspondant approximativement à un demi-cercle- soit augmentée par la transformation en une forme à 35 peu près rectangulaire, dont les angles inférieurs sont arrondis. Il est également possible de remplacer la partie du panier située sous la poche par une voûte relativement plane, s'il est nécessaire de réduire la hauteur totàle de l'installation. 70 33268 7 2093922 La figure 3 représente un .panier de coulée JD qui coopère avec un dispositif de déviation 31 qui guide le jet d'acier 13 de manière que celui-ci rencontre la surface du bain d'acier 12 à peu près en son centre. Le fait que le jet d'acier est dirigé 5 de telle manière réduit les érosions locales du revêtement réfrac-taire du panier de coulée 30. L'utilisation d'un dispositif de déviation permet en outre de réduire davantage l'angle 17 de l'ouverture de chargement 16 et d'améliorer ainsi l'exploitation du volume du tambour en raison de l'augmentation du niveau du bain 12. 10 Dans un tel agencement, le jet d'acier 13 doit pouvoir être décalé horizontalement et dévié de sa trajectoire verticale,,par un montage approprié du dispositif 31, au moment d'un changement de l'ouverture de décharge, comme cela est indiqué par le jet d'acier 13' et le dispositif de déviation 311 représentés en traits mixtes» 15 La figure 4 représente le tube de décharge 8' dans sa position hors-servioe. Ce tube 8' est chauffé par un dispositif de préchaiiffage 42 sous la forme d'un brûleur à gaz. Le dispositif de préohauffage 42 est monté mobile afin de pouvoir être utilisé des deux côtés du panier de coulée. Il est également possible d'uii-20 liser d'autre dispositifs de chauffage, par exemple des appareils électriques, à la place du brûleur à gaz représenté. Il peut être avantageux, dans certain cas, de prévoir l'ouverture de chargement du panier dans une face frontale, et de ne pas prévoir d'ouvertures dans l'enveloppe cylindrique du tambour. 25 II est dans 'ce cas possible de ménager trois ouvertures de décharge décalées de 120° ou quatre ouvertures de décharge décalées de 90°» Un tel agencement permet d'éviter en bien des cas le remplacement des buses et des tiroirs usés pendant la coulée, même s'il s'agit de coulées séquentielles d'une longue durée. Le jet d'acier alimen-30 tant le panier de coulée peut dans ce cas être guidé de telle manière par un dispositif de déviation qifll traverse la paroi, frontale à peu près en son centre. 70 33268 8 2093922 REVEN-MCATIONS 1» Panier de coulée en forme de tambbur, présentant au moins deux ouvertures de décharge munies de tiroirs de fermeture et de tubes de décharge, qui est destiné aux installations de coulée continue d'acier, l'unedes ouvertures de décharge du panier 5 de coulée étant située, en position de ooulée, au-dessus d'une lingotière et l'autre ouverture, hors service, étant située en dehors du bain d'acier contenu dans, le panier, les ouvertures de décharge et une ouverture pour l'introduction du jet d'acier étant prévues dans l'enveloppe cylindrique du tambour, caractérisé 10 par le fait que 1'.angle de l'ouverture pour l'introduction de l^acier dans le panier est égal ou inférieur à, l'angle sur lequel l'ouverture de décharge hors service doit être tournée pour l'amener dans la position de coulée, et par le fait que le jet d'acier entrant dans le panier peut être décalé dans un plan 15 horizontal et/ou peut être dévié de sa trajectoire verticale» 2» Panier de coulée selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de rotation est supérieur à 90°. 35. Panier de coulée selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ange de rotation est d'environ 100°, et en ce que 20 l'angle de l'ouverture de chargement est d'environ 80° „ 4. Panier de coulée selon l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que le tube de décharge qui est hors service est chauffé par un disposMf de préchauffage.