Brevet FR2177452A1 — publié le 19731109

Il est décrit dans la demande de brevet français nO 71.17.294 une installation de coulée continue dans laquelle des portions importantes de la surface du métal fondu sont protégées de l'air ambiant par une couche de gaz neutre liquéfié. Cette couche est obtenue en séparant la phase liquide de la phase gazeuse d'un mélange biphasique, dans un séparateur, puis en dirigeant la phase liquide sur le jet de métal. L'installation décrite comporte un séparateur séparé de la machine de coulée, donc disposé à une certaine distance du jet, ce qui entraîne la formation de bulles gazeuses dans la phase liquide qui a été séparée ; en plus, elle devient compliquée si l'on veut diriger plusieurs jets de liquide sur le jet de métal et le gaz séparé dans le séparateur n'est pas utilisé. La présente invention évite ces inconvénients en disposant le séparateur autour du jet de métal et en faisant sortir la phase liquide du séparateur en plusieurs endroits ; elle permet également de mettre à profit, d'une façon simple, la phase gazeuse pour compléter la protection. La présente invention se rapporte à un séparateur recevant d'une canalisation un mélange biphasique de gaz liquéfié et de vapeur de ce gaz, dont sortent séparément la phase liquide et la phase gazeuse, et destiné à la protection d'un Jet de métal fondu . Ce séparateur est caractérisé par le fait qu'il comporte une enceinte de forme générale annulaire à axe pratiquement vertical, le mélange biphasique arrivant dans la partie supérieure de l'enceinte, la phase liquide sortant par plusieurs orifices situés à la partie infsrieure de l'enceinte, la phase gazeuse sortant par plusieurs orifices situés à la partie supérieure de l'enceinte et l'enceinte entourant le jet de métal. De préférence, les orifices de sortie de liquide sont prolongés à l'extérieur de l'enceinte annulaire par des tubes dont l'extrémité présente un orifice dirigé vers le jet de métal. Ceci permet de rapprocher de ce jet l'endroit d'oû sort le jet de liquide et de diriger ce dernier dans la direction désirée. Le dessin ci-joint représente en coupe verticale, sché.matiquement et à titre d'exemple non limitatif, une installation de coulée utilisant un séparateur selon l'invention. Dans cette installation, du métal fondu 2, contenu dans une proche dont le fond est représenté en 4, coule sous forme d'un jet 6 dans une lingo tière dont la partie supérieure est représentée en 8. il forme dans la lingotière un bainl0 qui s'y solidifie progressivement à sa partie pEriphérique. Une boîte 12, formant écran, est appliquée contre le fond de la poche ; à sa partie inférieure, elle est percée d'une ouverture 14 par laquelle le jet de métal passe avec un large jeu. Dans la boite se trouve le séparateur. Celui-ci comporte essentiellement une enceinte calorifugée annulaire 16, en forme de tore dans le cas représenté. L'axe de l'enceinte est vertical et coïncide approximativement avec celui du jet. Un mélange biphasique de gaz inerte liquéfié et vaporisé arrive vers la partie supérieure de l'enceinte par une conduite 18 ; il provient, par exemple, de la phase liquide d'un bouteille d'azote liquéfié non représentée, phase qui se vaporise en partie pendant le transfert. Dans l'enceinte, le mélange se sépare en une phase gazeuse 20 et une phase liquide 22, la séparation pouvant être favorisée en garnissant l'enceinte d'une substance très perméable, par exemple par de la paire métallique fine 24, par un tricot ou un tissu de fils non cassants à la température du gaz liquéfié, etc... La phase liquide sort de l'enceinte par un certain nombre d'orifices, tels que 26 et qui sont prolonges par des tubes 28 qui dirigent le gaz liquéfié sur le jet de métal. Les orifices sont situés à la partie inférieure de l'enceinte, un peu sur le côté, par exemple à 450 de la verticale passant par le centre 30 du cercle générateur ; il y en a par exemple dix, dont deux seulement sont représentés. La phase liquide 22 s'accumule à la partie inf- rieure de l'enceinte et, lorsqu'elle atteint les orifices 26, elle s'écoule par les tubes 28. La phase gazeuse sort par d'autres orifices, tels que 32 et qui sont prolongés par des tubes 34, formant évents et dirigeant le gaz vers le jet de métal. Il y a par exemple, quatre tubes, dont deux sont représe tés. La phase liquide recouvre le jet de métal et la surface du métal dans a lingotière sous forme d'une pellicule protectrice 36, 38. En se vaporisant, elle produit du gaz inerte qui contribue à la protection, notamment au dessus de l'endroit où se forme la pellicule. Ce supplément de protection est complété par la phase gazeuse sortant des tubes 34. A titre d'exemple, les chiffres suivants peuvent être donnés dans le cas d'acier cnulant, d'une hauteur de 300 mm, en un jet de 25 mm de diamètre, dans une lingotière de 120 mm de diamètre intérieur débit d'azote liquide alimentant la conduite 18 : 0,7 litre par minute débit d'azote liquide, réparti en dix jets, arrosant le jet d'acier 0,5 litre par minute diamètre de la ligne moyenne du tore 16 ; 170 mm diamètre intérieur du tore : 40 mm diamètre intérieur des tubes 28 : 2 mm diamètre intérieur des tubes 34 : 10 mm. La buse de coulée 40 peut être prolongée par une busette. Si le jet de métal est, non plus vertical, mais oblique, il n'est plus parallèle à l'axe du trr, , ixe que l'on maintient sensiblement vertical Le dispositif décrit peut également être utilisé, de façon analogue, pour protéger du métal fondu dans un bassin intermodiaire alimentant une lingotière et ce métal fondu coulant d'une poche dans le bassin intermédiaire. Il peut être modifié sans sortir du domaine de la présente invention. Par exemple, il peut ne pas comporter le garnissage 24 ; la section droite de l'enceinte peut présenter la forme d'un ovale, d'un carré avec une diagonale verticale, etc... Le gaz liquéfié inerte peut etre de l'argon ; il peut y avoir plusieurs arrivées de mélange biphasique. Les séparateurs selon l'invention sont utiles toutes les fois que l'on veut protéger de l'atmosphère ambiante un jet de métal fondu ; c'est le cas, par exemple, des installations de coulée continue, à lingotière fixe, oscillante, tournante, etc... REVENDICATIONS 1. - Séparateur recevant d'une canalisation un mélange biphasique de gaz liquéfié et de vapeur de ce gaz, dont sortent séparément la phase liquide et la phase gazeuse, et destiné à la protection d'un jet de métal fondu, caractérisé par le fait qu'il comporte une enceinte de forme générale annulaire, à axe pratiquement vertical, l'espace entourant l'axe de ladite forme annulaire étant en communication libre avec l'espace entourant le séparateur, le mélange biphasique arrivant dans la partie supérieure de l'enceinte, la phase liquide sortant par plusieurs orifices situés à la partie inférieure de l'enceinte, la phase gazeuse sortant par plusieurs orifices situés à la partie supérieure de l'enceinte et l'enceinte entourant le jet de métal. 20 - Séparateur selon la revendication t, caractérisé par le fait qu'il comporte des tubes débouchant à une extrémité dans l'enceinte par les orifices de sortie de liquide et dont l'autre extrémité présente un orifice dirigé vers le jet de métal. 3. - Séparateur selon la revendication 1J caractérisé par le fait qu'il comporte des tubes débouchant à une extrémité dans l'enceinte par les orifices de sortie de gaz et dont l'autre extrémité présente un orifice dirigé vers le jet de métal. 4. - Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisé par le fait que l'enceinte contient une substance très perméable, par exemple de la paille métallique ou des fils tricotés ou tissés très loche. 5. - Installation de coulée continue, caractérisée par le fait qu'elle comporte un séparateur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, autour du jet de métal tombant dans la lingotière. 6. - Installation de coulée continue, avec bassin intermédiaire intercalé entre la poche d'où vient le métal fondu et la lingotière, caractérisée par le fait qu'elle comporte un séparateur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3,4, autour du jet de métal tombant dans le bassin intermédiaire0