Brevet FR2290975A1 — publié le 19760611

La présente invention se rapporte aux lingotières pour la coulée de lingots d'acier, et elle concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif pour fixer une pièce rapportée a la plaque de base d'une lingotière. Dans la technique considérée, on utilise en général une lingotière du type "coulée en chute" dans laquelle un corps de lingotière en fonte est placé sur une plaque plane en fonte, appelée "plaque de base", en position grande base bas, et I' on coule du métal fondu dans la lingotière par l'ouverture supérieure du corps de lingotière. En conséquence, la surface non protégée de la plaque de base, ou plus simplement "bases, en particulier vers le centre, s'érode et présente des piqures sévères par suite de l'action vigoureuse de choc du métal fondu qui s'écoule. La surface rugueuse S piqûres ainsi produite conduit au collage du métal du lingot d la base, et ceci exige des opérations difficiles et couteuses pour les séparer. De plus, la vie utile de bases peut etre réduite par ces opérations de séparation. De plus, la surface inférieure du lingot qui a été coulé partir d'une telle base défectueuse devient si irrégulière qu'il faut éliminer la plus grande partie de cette surface avant de procéder aux opérations suivantes. Le résultat en est que le prix des produits peut augmenter exagérément a la suite de ces défauts. Selon l'un des procédés pour protéger les bases de ces défauts, on a proposé d'utiliser une pièce rapportée en matière réfractaire qui est fixée dans un creux prévu sur une surface pratiquement centrale de la base. Pour les pièces rapportées, on a largement utilisé de la brique réfractaire, de la brique de silice et d'autres matières réfractaires similaires liées a base de céramique. Cependant, dans ce type de protection des bases, la pièce rapportée est en général réunie à la base par une matière argileuse ou céramique de sorte qu'elle nécessite le damage d'une telle matière de joint à l'état boueux dans un intervalle entre les parois du creux et de la pièce rapportée. Ceci exige un temps de séchage prolongé. Un séchage insuffi sant peut provoquer des explosions dangereuses lorsque l'on coule le métal fondu dans la lingotière. De plus, du fait que la résistance de la matière réfractaire de joint n'est pas suffisante, la pièce rapportée sort très souvent du creux pendant les coulées. En particulier, lorsque lton utilise une pièce rapportée en matière réfractaire en graphite et carbure de silicium liés par du carbone dont la conductibilité thermique est comprise entre 20 et 30 kcal/m.h.oC, qui est décrite dans la demande de brevet français Nb 73 44 528 du 13 décembre 1973 au nom de la Demanderesse, la matière réfractaire de joint peut interrompre le flux de chaleur de la pièce rapportée d la base a cause de sa basse conductibilité et diminuer les avantages de l'utilisation d'une telle matière de pièce rapportée i haute résistance méeani- que et de conductibilité thermique suffisante pour empêcher les défauts à l'intérieur du métal du lingot. En conséquence, la Demanderesse a dirigé ses efforts vers une matière de joint à résistance et conductibilité thermique suffisantes,et qui peut être appliquée par une opération très simple. La présente invention a encore pour objets un procédé et des dispositifs appropriés pour fixer facilement la pièce rapportée dans la base. La Demanderesse a trouvé que les objets précédents et d'autres, en relation avec ceux-ci, pouvaient etre facilement réalisés en utilisant pour la matière de joint une fonte ou un acier. La matière métallique de joint possède une haute résistance et une haute conductibilité thermique, et elle peut fixer la pièce rapportée au moyen d'un procédé très simple. I1 n'est plus exigé de temps de séchage. Le procédé de fixation selon l'invention comprend les étapes suivantes 1) Adaptation de la pièce rapportée dans le creux de la base de manière à former un intervalle entre les parois du creux et de la pièce rapportée ; 2) Placement d'un poids sur une surface supérieure de la pièce rapportée, ledit poids comportant un chemin d'écoulement du métal, par exemple des rainures radiales 3) Coulée d'un métal fondu de joint, tel que de la fonte ou de l'acier, dans l'intervalle par le chemin d'écoulement de métal, après quoi on le laisse se solidifier dans l'intervalle. De cette façon, le poids empêche la pièce rapportée de flotter pendant la coulée, et le chemin d'écoulement de métal distribue le métal fondu uniformément vers une ouverture supérieure de l'intervalle. Les figures du dessin annexé, donné uniquement titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 est une coupe schématique d'unie lingotière selon la présente invention ; la figure 2 est une couPe schématique d'un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une coupe schématique d'un autre mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est une vue en perspective agrandie du poids ; la figure 5 est une vue en perspective d'une autre forme de poids. La lingotière 1 du type coulée en chute comprend un corps 2 en fonte placé sur une base 3 en fonte comme on le voit bien sur la figure 1. Un creux 4 est formé autour de la partie centrale de la surface de la base 3, et une pièce rapportée 5 en forme de plaque est introduite dans ce creux et fixée fermement par un métal de joint 6 en fonte ou en acier. Des rainures hélicoldales ou annulaires 7 et 8'sont prévues sur les parois verticales opposées respectives du creux 4 et de la pièce rapportée 5. Le métal de joint 6 rempli par les rainures 7 et 8 peut bloquer la pièce,rappor- tée. Comme on le voit mieux sur la figure 5, la pièce rapportée 5 est introduite dans le creux 4 de manière à former un intervalle ventre les parois du creux 4 et de la pièce rapportée 5. Un poids 10 en forme de plaque ou de bloc est placé sur une surface supérieure de la pièce rapportée 5. Le poids est fait d'une plaque épaisse de fonte ou d'acier, et comporte des rainures radiales il sur sa surface supérieu re, comme représenté sur la figure 4. Les rainures 11 sont inclinées de manière appropriée du centre vers la périphérie, et elles sont revêtues de poudre de graphite. Les rainures peuvent être courbes, par exemple en direction tangentielle autour de la périphérie. On coule alors du métal de joint fondu 6 sur la partie centrale.des rainures radiales 11 au moyen d'une poche. de coulée 12. Le métal fondu coulé se distribue uniformément vers l'ouverture supérieure de l'intervalle 9 en passant par les rainures il et il coule dans l'intervalle 9 où il se solidifie. Le poids 10 empêche la pièce rapportée 5 de flotter pendant la coulée. On enlève ensuite le poids du dessus de la pièce rapportée 5 et la fixation est terminée. De cette façon, la pièce rapportée est fixée fermement à la base par le métal de joint de résistance élevée et de conductibilité thermique élevée par une simple opération, sans nécessité de séchage après fixation, et sans interruption du flux de chaleur, lorsqu'on coule le lingot d'acier, qui pourrait, dans le cas contraire, provoquer des défauts internes dans le métal du lingot. On préfère utiliser des blocs d'espacement 13 entre les surfaces inférieures du creux Il et de la pièce rapportée 5, comme représenté sur la figure 3, de manière à former aussi un intervalle 9 sur le fond. On peut obtenir un meilleur contact entre la pièce rapportée et la base au moyen d'un métal de joint à l'intérieur de l'intervalle de fond 9. Comme poids, on peut aussi utiliser plusieurs pièces de bloc ou de plaque 10' comme représenté sur la figure 5. Chaque pièce est formée de manière à constituer des rainures radiales lorsqu'on les place sur la surface supérieure de la pièce rapportée. La pièce rapportée peut être faite en briques réfractaires, en briques de silice ou en matière réfractaire similaire liée par de la céramique, ou mieux, encore de la matière graphite-carbure de silicium liée par du carbone citée plus haut dont la conductibilité thermique est comprise entre 20 et 30 kcal/m.h.oC pour être utilisée pour la pièce rapportée. Cette dernière est composée principalement de graphite naturel, de carbure de silicium et de silice, liés ensemble par un liant organique comme du goudron, et elle comprend de 30 à 50% en poids de carbone et de graphite, de 30 à 50% en poids de carbure de silicium, et de 5 à 20% en poids de silice. REVENDICATIONS 1. - Procédé de fixation d'une pièce rapportée en matière réfractaire à une plaque de base d'une lingotière à coulée en chute pour la coulée de lingots d'acier, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à introduire la pièce rapportée dans un creux formé sur une surface pratiquement centrale de la plaque de base de manière à former un intervalle entre parois du creux et de la pièce rapportée, à placer un poids sur la surface supérieure de la pièce rapportée, le poids présentant un chemin d'écoulement du métal, et à couler un métal fondu de joint en fonte ou en acier dans l'intervalle par ledit chemin d'écoulement de métal puis à laisser ledit métal se solidifier dans l'intervalle. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit poids est suffisant pour empêcher que ladite pièce rapportée ne flotte vers le haut pendant la coulée dudit joint. 3.- Appareil utile pour la fabrication d'une plaque de base totale pour lingotière, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce rapportée réfractaire, des moyens dans le fond d'une plaque de base délimitant un intervalle entre ledit fond et ladite pièce rapportée, des moyens de distribution de joint en métal fondu consistant en un poids reposant sur une surface supérieure de ladite pièce rapportée, et des moyens définissant des passages de distribution aboutissant audit intervalle pour guider le métal fondu coulé sur une surface supérieure dudit poids pour former un joint dans ledit intervalle entre la pièce rapportée et la plaque de base, ledit poids étant suffisant pour empocher que ladite pièce rapportée ne flotte vers le haut pendant la coulée dudit joint. 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit poids est en forme de plaque en matière ferreuse et comporte des rainures radiales sur sa surface supérieure qui définissent lesdits passages. 5.- Appareil selon la revendicatlon 3, caractérisé en ce que ledit poids est composé de segments séparés, chaque segment étant conformé de manière à constituer des rainures radiales définissant lesdits passages lorsqu'il est placé sur la surface supérieure de la pièce rapportée. 6.- Moule du type à coulée en chute, comprenant une enveloppe de lingotière dans laquelle est reçue une plaque de base pour la coulée d'un lingot d'acier, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens dans ladite plaque de base en position généralement centrale de celle-ci définissant un creux, une pièce rapportée en matière réfractaire dans ledit creux et définissant un intervalle avec ledit creux et autour de lui, et une matière de liaison en métal ferreux dans ledit intervalle, formant un joint de bonne conductibilité thermique entre la pièce rapportée et la plaque de base. 7.- Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pièce rapportée est faite essentiellement de matière réfractaire en graphite et carbure de silicium liés par du carbone dont la conductibilité thermique est comprise entre 2Q et 30 kcal/m.h.0C. 8.- Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens dans ladite pièce rapportée et dans ledit creux de la plaque de base définissant des rainures coopérants pour que ladite matière de joint s'y écoule afin de hloquer la pièce rapportée dans,le creux. 9.- Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens définissant un prolongement dudit intervalle entre le fond de la pièce rapportée et le fond du creux, ledit intervalle du prolongement étant rempli de la matière ferreuse de joint.