Brevet FR2314789A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne des répartiteurs garnis de réfractaire è utiliser dans la coulée de métaux, plus spécialement dans la coulée continue de l'acier. Le répartiteur garni de réfractaire est un vaisseau interposé entre une poche de coulée et un moule et il agit comme un réservoir à hauteur de charge constante. Ledit répartiteur est, de manière typique, une enveloppe comprenant un fond et des parois latérales, et il comporte des buses de coulée placées dans le fond dans ce que l'on appelle un creux de coulée pour la sortie du métal à l'état liquide. L'intérieur de l'enveloppe est revêtu en permanence de briques réfractaires ou de réfractaire monolithique, et la zone d'impact du fond, sur laquelle tombe le courant de métal liquide provenant de la poche de coulée, peut aussi présenter un revêtement protecteur. Selon la présente invention, un répartiteur garni de réfractaire comprend une enveloppe comportant un fond, des parois latérales verticales et au oins une buse de sortie placée dans le fond, l'enveloppe comportant un revêtement réfractaire permanent, et au moins une barrière consommable de matière calorifuge réfractaire dirigée dans le haut à partir du fond de l'enveloppe et placée entre la zone d'impact du fond et la buse ou chaque buse, la barrière étant agencée pour diminuer ou pour empêcher l'écoulement du métal initialement coulé dans le répartiteur garni de réfractaire à partir de la zone d'impact vers lia buse ou vers chaque buse. L'expression "barrière consommable" signifie une barrière qui, à l'utilisation, est au moins partiellement consommée et qui doit être remplacée chaque fois que le répartiteur garni de réfractaire, appelé simplement "répartiteur" dans la suite, est vide de mEta uide.Iabarrikre consommable est en matière calorifuge de faible conductibilité thermique et de basse capacité thermique. Selon un des aspects de la présente invention, la barrière ou les barrières consommable(s) peuven-t; favoriser le comportement du répartiteur en minimisant les éclaboussures de métal liquide quand celui-ci pénètre dans le répartiteur en provenance de la poche de coulée, ce qui réduit l'accumulation de fond de poche métallique. Selon cet aspect, le répartiteur comprend au moins une barrière consommable sous la forme d'une poutre de matière calorifuge réfractaire s'étendant entre côtés opposés de l'enveloppe près de sa zone d'impact. De préférence, deux paires de ces poutres relient les côtés opposés de l'enveloppe, une paire étant placée sur les côtés de la zone d'impact dans ou sur le fond de l'enveloppe et l'autre verticalement au-dessus de la première, près du dessus de chaque paroi latérale. A l'utilisation, les parties inférieures agissent comme des barrages et retiennent le métal pénétrant dans le répartiteur pour former un réservoir (ou un "bain" ) de métal liquide dans lequel peut tomber le courant de métal, en réduisant ainsi l'usure sur la zone d'impact. Les poutres supérieures peuvent ainsi agir comme déversoirs, le bord inférieur des poutres supérieures étant positionné au niveau constant désiré du métal liquide dans le répartiteur pendant l'utilisation.On place habituellement une poudre calorifuge au-dessus du métal liquide dans le répartiteur au cours de la coulée continue et les poutres supérieures peuvent empêcher la poudre d'entrer dans le courant de métal liquide descendant de la poche de coulée. De oette façon, les éclaboussures de métal liquide, l'usure de la zone d'impact et la formation de fond de poche peuvent être réduites. Selon un autre aspect de l'invention, au moins une barrière consommable est placée prbs de la buse ou de chaque buse de sortie pour réduire l'usure à l'endroit du ou des creux, ou dans la région du ou des creux de buse et pour simplifier le remplacement ou la réparation de la ou des buses. Dans cet aspect, la barrière peut être une simple paroi, mais on préfère faire en sorte que la ou chaque buse soit entourée par la barribre. Ainai, la barrière peut comprendre quatre parois délimitant ensemble une section en caisson, ou elle peut être un manchon préformé d'un seul tenant. La forme préférée pour la barrière est celle d'un manchon cylindrique. Lorsque l'on coule du métal liquide dans un répartiteur qui est relativement plus froid que le métal, le métal liquide initialement coulé dans le répartiteur a tendance à se refroidir et à former un mince fond de poche sur le fond du répartiteur. Dans un répartiteur selon l'invention, la présence de la barrière indiquée ci-deesus autour de la buse tend à assurer que le mlnr- fond de poche se forme à l'écart du creux de buse, et que le métal liquide suivant puisse couler sur ce mince fond de poche et sella barrière pour arriver dans la buse. De plus, la force du métal liquide lorsqu'il est coulé peut entraîner des matières étrangères restant dans le répartiteur qui passent dans la buse.La pré sence dtune barrière tend å empêcher ces matières de passer dans la buse. L'épaisseur de la barrière est de préférence de l'ordre de 25 à 35 mi et, de préférence, la barrière s'étend de 20 à 50 mm au-dessus du fond du répartiteur. Le répartiteur peut Stre du type décrit dans le brevet français N 72 43585 dans lequel l'enveloppe comprend pour les parois latérales et le fond un autre revêtement intérieur consomiable qui, à l'utilisation, est en contact avec le métal liquide, ledit autre revêtement comprenant des plaques préformées de satire calorifuge réfractaire, et la zone d'impact du répartiteur est revêtue, en outre, soit d'une matière fortement résistante à l'érosion soit de matière consommable. Pour obtenir tous les avantages de l'invention, on préfère utiliser les deux aspects indiqués ci-deseus, c'est-à- dire de prévoir un répartiteur qui comprend au moins une barrière consommable de matière calorifuge réfractaire disposée entre côtés opposés de l'enveloppe près de la zone d'impact avec une barrière consommable de matière réfractaire calorifuge près de chaque buse. a général, la barrière (ou les barrières) utilisée(s) dans le répartiteur selon l'invention peut (peuvent) être faite(s) en une matière comprenant une proportion majeure de matière réfractaire en particules, une proportion mineure de matière fibreuse organique et/ou minérale et un liant organique, typiquement un liant résineux. De préférence, une telle matière comprend (en poids) de 75 à 90* de réfractaire, jusqu'à 15e de fibre et jusqu'à 101o de liant, et elle a de préférence une masse volumique de 0,8 à 1,5 g/cm3 et une conductibilité thermique inférieure à 0,0007 unité C.G.S. Des matières appropriées sont celles comprenant Réfractaire : silice, par exemple sable de silice et farine de silice, alumine, magnésie, silicates réfractaires tels que silicates de magnésium ou d'aluminium et/ou matières carbonées telles que graphite ou déchets d'électrode écrasés. Fibre : d'amiante, de silicate de calcium, par exemple laine de laitier, de silicate d'aluminium et/ou de cellulose, par exemple du papier. Liant : amidon, résine phénol-formaldéhyde et/ou résine urée-formaldéhyde. À titre d'exemple, la barrière ou chaque barrière, par exemple manchon ou poutre, peut autre formée d'un mélange des ingrédients suivants en parties en poids sable de silice 40 à 45 farine de silice 40 à 45 laine de laitier 2 à 6 liant résineux 3 à 9 papier 2 à 6 Pour former un manchon, on peut mettre le mélange ci-dessus en suspension dans l'eau et aspirer la suspension aqueuse sur une forme perforée pour définir un tube, que l'on sèche ensuite et que l'on étuve de manière connue. Dans un exemple, le manchon formé a une masse volumique de 1 à 1,2 g/cm . L'invention comprend un procédé de coulée continue d'un métal, de préférence d'acier, dans lequel on atilise un répartiteur garni de réfractaire selon la présente invention. Les figures du dessin annexé,feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe d'une forme de répartiteur selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de dessus du répartiteur de la figure 1, à échelle agrandie et des parties étant enlevées. Les figures 3 et 4 représentent des étapes successives de coulée d'un courant de métal liquide à partir d'une poche de coulée dans le répartiteur -de la figure l. La figure 5 est une vue en coupe d'une autre rorme de répartiteur selon l'invention. Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe partielle, à échelle agrandie, du répartiteur de la figure 5, montrant les détails de la zone des buses. En se référant aux figures 1 à 4, le répartiteur représenté comprend une enveloppe métallique formée d'un fond 1 et de parois latérales verticales 2 d'un seul tenant. Des buses de coulée 3 sont placées dans le fond 1. Comme on l'a représenté sur la figure 2 l'enveloppe comporte un revêtement permanent 4 de briques réfractaires, et celles-ci sont recouvertes d'un revêtement consommable 5 de plaques préformées 6 en matière calorifuge réfractaire présentant une propriété calorifuge élevée et une basse capacité thermique. Ces plaques sont bloquées entre elles par des bords à feuillure 7.Une zone d'impact 8 pour le métal à couler dans le répartiteur est située sur le fond 1 et est recouverte de bri ques réfractaires 9 en vue d'une protection supplémentaire contre l'effet érosif du métal. Une -plaque préformée 6a (une seule est représentée) est placée sur chacun de deux bords opposés de la zone d'impact 8 et ces plaques 6a sont coincées à l'écart l'une de l'autre par des poutres consommables 20 situées par paires au fond des plaques et près de leur sommet. Les poutres peuvent être maintenues de manière sare dans les positions désirées de toute façon appropriée, et elles sont formées de matière calorifuge réfractaire de basse conductbilité thermique et de basse capacité thermique. Les côtés des briques 9 adjacents à la zone d'impact 8 sont recouverts d'un gradin de ciment réfractaire 21. À l'utilisation, le répartiteur est placé audessous d'une poche de coulée 22 de façon que la zone d'impact 8 se trouve au-dessous de la sortie 23 de la poche de coulée. De l'acier liquide 24 coule alors de la sortie 23 sur la zone d'impact 8 > les poutres inférieures 20 tendant à limiter le courant de métal à la zone d'impact, en minimisant ainsi les éclaboussures du métal liquide et en formant un réservoir (ou "étang") de métal sur les briques 9. Les poutres inférieures 20 agissent aussi tout d'abord comme un barrage Jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de métal ait été coulée pour déborder de ces poutres (comme représenté sur la figure 3). Alors que le métal monte, il atteint le bord inférieur des poutres supérieures 20. On applique alors de la poudre calorifuge 25 è la surface du métal liquide entre les poutres supérieures 20 et les extrémités du répartiteur. Lesdites poutres 20 agissent ensuite comme des barrages tendant à empêcher le mouvement de la couche de poudre 25 dans le courant de métal liquide provenant de la poche de coulée. Les poutres 20 servent aussi à contenir la formation d'un fond de poche dans des zones non recouvertes par la couche 25. Les poutres 20 ont aussi l'effet supplémentaire de maintenir les plaques 6a en position. Les poutres peuvent avoir toute forme et toute dimension désirées et les poutres supérieures peuvent dépasser du dessus de la paroi du répartiteur. En se référant aux figures 5 à 7, le répartiteur représenté comprend une enveloppe métallique externe 10 comportant ut fond 11 et des parois latérales 12 d'un seul tenant. L'enveloppe métallique 10 est d'abord revêtue d'un revêtement permanent de briques réfractaires 13 sur lequel est placé un revêtement consommable formé de plaques de matière calorifuge réfractaire 14. Le fond 11 contient des sorties logeant des buses 15 dont chacune, selon l'invention, est entourée par un manchon consommable 16 en matière calorifuge réfractaire. Comme représenté sur la figure 6, le manchon 16 s'étend du fond de la sortie pour la buse 15 jusqutau-delà du revêtement 14, et la buse 15 est placée dans la sortie. Le manchon est dimensionné de façon à dépasser d'environ 25 à 35 mm du revêtement 14. La buse 15 comprend un bloc extérieur 17 de buse dans lequel est placé un bloc intérieur 18 de buse qui diEnit le passage 19 de la buse. Les deux blocs de buse sont formés de matière réfractaire. Comme représenté sur la figure 7, le manchon 16 peut être placé au-dessus d'un bloc extérieur 17 de buse qui est introduit dans le revetement-réfractaire permanent en tant qu'accessoire permanent. À l'utilisation, on coule du métal liquide dans le répartiteur sur un tampon de coulée situé dans la zone d'impact (non représenté), et il sort par les buses 15. Le courant initial de métal tend à se refroidir sur le fond relativement plu8 froid dw répartiteur et forme un mince fond de poche au-dessous du sommet du manchon 16. Le métal liquide qui suit coule sur ce fond de poche et sur le sommet du manchon 16, et de là dans la buse 15. Du fait que le fond de poche métallique est empêché d'atteindre la buse par le manchon 16, il est relativement facile de remplacer ou de réparer des buses. La barrière de matière réfractaire, par exemple le manchon 16, peut comprendre un composant exothermique qui peut introduire de la chaleur supplémentaire dans la zone des buses. REVEMII Cb'PIONS 1. Répartiteur garni de réfractaire, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe comportant un fond, des parois latérales verticales et au moins une buse de sortie placée dans le fond, l'enveloppe comportant un revêtement réfractaire permanent, et au moins une barrière consommable de matiere calorifuge réfractaire dirigée dans le haut à partir du fond de l'enveloppe et placée entre la zone d'impact du fond et la buse ou chaque buse, la barrière étant agencée pour diminuer ou pour empêcher l'écoulement du métal initialement coulé dans le répartiteur garni de réfractaire à partir de la zone d'impact vers la buse ou vers chaque buse. 2. Répartiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une barrière consommable sous la forme d'une poutre de matière calorifuge réfractaire s'étendant entre côtés opposés de l'enveloppe près de sa zone d'impact. 3. Répartiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux paires de ces poutres relient les côtés opposés de l'enveloppe, une paire étant placée sur les côtés de la zone d'impact dans ou sur le fond de l'enveloppe et l'autre verticalement au-dessus de la.premïère, près du dessus de chaque paroi latérale. 4. Répartiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend pour les parois latérales et le fond un autre revêtement intérieur consommable qu; à l'utilisation, est en contact avec le métal liquide, ledit autre revêtement comprenant des plaques préfor mées de matière calorifuge réfractaire, et la zone d'impact du répartiteur est revêtue, en outre, soit d'une matière fortement résistante à l'érosion, soit de matière sacrifiable. 5. Répartiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une barrière consommable est placée près de la buse ou de chaque buse de sortie. 6. Répartiteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la buse ou chaque buse est entourée d'une barrière consommable. 7. Répartiteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque barrière entourant une buse comprend quatre parois. 8. Répartiteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque barrière entourant une buse est un manchon préformé d'un seul tenant. 9. Répartiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la barrière ou chaque barrière est en une matière comprenant une proportion majeure de matière réfractaire en particules, une proportion mineure de matière fibreuse et un liant organique. 10. Répartiteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la barrière ou chaque barrière est en une matière comprenant un poids de 75 à 90% de matière refractaire, jusqu'à 15%de matière fibreuse et jusqu'à 10% de liant. 11. Répartiteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la matière de barrière a une masse volumique de 0,8 à 1,5 g/cm3 et une conductibilité thermique inférieure à 0,0007 unité C.G.S. 12. Répartiteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la barrière ou chaque barrière est formée d'un mélange des ingrédients suivants en parties en poids sable de silice 40à 45 farine de silice 40 à 45 laine de laitier 2 à 6 liant résineux 3 à 9 papier 2 à 6 13. Procédé de coulée continue d'un métal, caractérisé en ce qu'il utilise un répartiteur garni de réfractaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une poudre calorifuge est placée sur le métal liquide se trouvant dans le répartiteur garni de réfractaire pendant la coulée. 15. Procédé selon la revendication 13 ou la revendication 14, caractérisé en ce que le métal est de l'acier.