Brevet FR2165770A1 — publié le 19730810

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la protection d'un tube métallique armant une quenouille qui obture un orifice de coulée dtune poche contenant un métal fondu. Une quenouille est constituée par un tube à paroi épaisse ou une -- re, métallique, entouré de réfractaire. Lorsque la quenouille obture, par son ex trématé inférieure, la busette de coulée d'une poche remplie dtacier liquide, par exemple, le métal liquide chauffe le tube ou la barre. Il peut en résulter un ra mollissement du tube ou de la barre ; lorsque de l'acier s'est figé entre la busette et I'extrémité de la quenouille, l'effort que l'on exerce pour décoller la quenouille déforme celle-ci ai son armature est ramollie et la quenouille reste bloquée. La présente invention évite cet inconvénient. Elle est caractérisée par le fait que l'on introduit dans le tube armant la quenouille un gaz permanent liquéfié et qu'on laisse sortir du tube, vers sa partie supérieure, le gaz vaporisé. Le gaz permanent liquéfié est amené dans le tube par un tube plongeur, par exemple. Sa vaporisation et la chaleur d'échauffement de ses vapeurs jusqu'à la température du tube refroidissent énergiquement celui-ci ; le tube peut alors être maintenu à une température à laquelle il présente une résistance mécanique satisfaisante. Les figures ci-jointes représentent, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du procédé et du dispositif de l'invention. La figure 1 représente principalement une quenouille, en coupe par son axe. La figure 2 représente un mode d'utilisation de la quenouille de la figure 1. La quenouille est représentée en position dégageant une busette de coulée. Elle se compose principalement z d'un tube 4 dont l'extrémité inférieure, obturée par soudage, est filetée ; d'un tampon d' extrémité 6 en matière réfractaire, vissé sur le filetage du tube t d'un certain nombre de tronçons de tube réfractaire 8, 10, 12, trois dans l'exemple, enfilés sur le tube et fixés l'un à l'autre et au tampon par des joints tels que 14, en ciment réfractaire d'un tube plongeur 16, ouvert vers la partie inférieure du tube 4. Comme on le voit sur la figure 2, le tube 4 est relié mécaniquement à un mécanisme 17 permettant de le lever ou de l'abaisser. En position basse, le tampon obture une busette 18 dont l'orifice 20 constitue le trou de coulée d'un bassin 22 représenté contenant un métal fondu 24 ; ce métal est, par exemple, de l'acier qu'un four 26 déverse dans le bassin et que l'on fait couler de celui-ci dans une lingotière 28. Le tube 16 est alimenté en fluide cryogénique, par exemple par une bouteille calorifugée 30 contenant de l'azote liquide mis en pression par de l'azote gazeux que l'on amène par un tube 32. Un tube 34, plongeant dans la bouteille, est relié au tube 16 par une conduite calorifugée 36. L'azote liquide ainsi amené remplit, mélangé de bulle d'azote vaporisé, le tube 16 et, jusqu'à un niveau assez indéterminé 38, le tube 4. Il se vaporise et ses vapeurs s'échauffent en empruntant de la chaleur au tube 4 qui est ainsi facilement maintenu à une température relativement basse : dans le cas d'un bassin contenant de l'acier liquide, on a mesuré une température de 2000 C à l'extrémité inférieure de la quenouille, avec une consommation de 130 1 : h d'azote liquide ; cette consommation dépend notamment des dimensions de la quenouille, de la nature de son réfractaire et de la température que l'on admet pour le tube 4. Sans refroidissement artificiel de la quenouille, l'extrémité inférieure du tube 4 serait à 11000 C environ. Le procédé de l'invention diminue beaucoup la fréquence des remplacements de la quenouille ; il évite les arrêts intempestifs de la coulée, arrêtes particulièrement gênants dans le cas des coulées continues. L'azote vaporisé s1 échappe par la partie supérieure du tube 4. Il peut être dirigé par une boite 40 et une canalisation 42 vers un appareil utilisateur. Dans le cas représenté figure 2, cet appareil est un anneau 44, fixé au-dessous du bassin et entourant à faible distance la partie supérieure de la lingotière 28. L'azote amené par la canalisation 42 crée, entre le bassin, l'anneau et la lingotière, une atmosphère inerte qui protège l'acier qui coule 46 de l'action de l'atmosphère. Les dispositifs selon l'invention peuvent être modifiés sans sortir du domaine de la présente invention. Par exemple, on peut améliorer le refroidissement de l'extrémité inférieure de la quenouille par un moyen favorisant l'échan- ge de température avec le tube 4 ; on peut, par exemple, garnir de toile en fil de cuivre l'espace 48 situé autour et au-dessous de l'extrémité inférieure du tube plongeur. Le procédé et les dispositifs selon l'invention sont applicables à toutes les quenouilles destinées à obturer un trou de coulée. REVENDICÂTIONS i. Procédé pour la protection d'un tube métallique armant une quenouille qui obture un orifice de coulée d'une poche contenant un métal fondu, caractérisé par le fait que l'on introduit dans ce tube un gaz permanent liquéfié et qu'on laisse sortir du tube, vers sa partie supérieure, le gaz vaporisé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz vaporisé est amené à un espace contenant du métal fondu que l'on désire protéger de l'atmosphbre ambiante. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le gaz vaporisé est amené à un espace dans lequel coule du métal fondu sortant du dit orifice de coulée. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on favorise la transmission de chaleur entre la partie inférieure du tube métallique et le gaz permanent liquéfié. 5. Dispositif pour obturer un orifice de coulée d'une poche contenant du métal fondu à l'aide d'une quenouille comportant sensiblement dans son axe un tube métallique qui augmente sa résistance mécanique, caractérisé par le fait que la quenouille comporte dans le tube métallique un tube plongeur ouvert vers la partie inférieure du tube métallique et par le fait qu'il comporte des moyens pour alimenter le tube plongeur en gaz permanent liquéfié. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour amener du gaz vaporisé issu du gaz permanent liquéfié à un espace contenant du métal fondu. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour amener ledit gaz vaporisé à un espace dans lequel coule du métal fondu sortant dudit orifice de coulée. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte dans le tube métallique, à sa partie inférieure et en contact avec lui, un moyen favorisant la transmission de chaleur entre le tube et le gaz permanent liquéfié, par exemple de la toile en métal bon conducteur de la chaleur.