Brevet FR2310176A1 — publié le 19761203

Arqument t L'invention concerne un dispositif de coulée continue qui comporte, en combinaison, un moule de coulée en cuivre et une conduite d'alimentation réfractaire pénétrant dans orifice d'entrée du moule. Art antérieur Au cours d'une coulée continue, au fur et à mesure que le métal passe de ltétat de fusion à l'état solide définitif, il traverse quatre zones distinctes de refroidissement. La première, où la surchauffe disparate, correspond à la conduite d'alimentation, ou buse, par laquelle il est introduit dans l'orifice d'entrée du moule. Dans la seconde zone, située à cet orifice d'entrée ou à proximité, se forme une mince couche de métal solide et malléable qui reste pratiquement au contact du moule.Dans la troisième zone de refroidissement se produisent la prise de la couche extérieure du métal avec une épaisseur telle qu'elle résiste à la pression de la tête du métal, et, par contraction, le détachement de la masse des parois du moule Cette zone de refroidissement est constituée par la partie du moule autre que les deux premières. La quatrième zone enfin est celle où la coulée est directement refroidie sous l'action d'un agent tel que l'eau ou l'air. Dans la seconde zone de refroidissement la couche de métal solide qui se forme est très mince, en sorte que des dispositions doivent être prises pour éviter son arrachement au fur et à mesure que la coulée se répand dans le moule. Exposé général : L'invention consiste à réaliser la seconde zone de refroidissement par une conduite d'alimentation en matériau réfractaire, qui constitue aussi la première zone de refroidissement, agencée de manière à s'appliquer contre la paroi du moule. La conduite d'alimentation et la paroi du moule sont ainsi en situation d'échange thermique. L'inconvénient des moules à forte conductivité thermique réside dans les éventuelles déformations subies par leur orifice d'entrée. Au début d'une coulée le métal en fusion qui pénètre dans le moule en chauffe la paroi interne, alors que la paroi externe est encore froide. La paroi métallique interne se dilate, perd une partie de ea résistance par élévation de température, et présente alors des défauts sous l'action de compression exercée par la partie externe'encore froide. En fin de coulée le phénomène inverse se produit, ce qui entrain des déformations du moule par contraction diamétrale de l'entrée. Ce genre de déformation est connu sous le nom d'effet "verre à vin". La présente invention concerne un dispositif dans lequel le moule n'est pas soumis à l'effet "verre à vin", parce que la paroi du moule à l'orifice d'entrée est protégée par le matériau réfractaire de la conduite qui pénètre dans cet orifice. Le matériau réfractaire, là où il pénètre dans l'entrée du moule, constitue une seconde zone de refroidissement. I1 permet, pratiquement sans résistance ni frottement, le glissement sur sa surface de la matière coulée nouvellement solidifiée, de sorte que cette partie de la conduite, refroidie par son contact avec le moule qui possède une forte conductivité thermique, constitue ainsi une seconde zone idéale de refroidissement. Enoncé des figures De manière à rendre l'invention plus facilement compréhensible, elle va être décrite ci-après, à titre d'exemple seulement, et par référence aux dessins suivants Fig. 1 t coupe en élévation d'un dispositif, combinant un moule de coulée continue et une conduite d'entrée, conforme à l'in- vention. Fig. 2 t coupe en élévation d'un dispositif conforme à l'invention, suivant une seconde forme de réalisation. Fig. 3 2 coupe en élévation d'une modification apportée à la forme de réalisation de la Fig. 2. Description détaillée de formes de réalisation En se rapportant à la Fig. 1 on voit en 1 un cubilot contenant le métal en fusion avant coulée, qui comprend un récipient métallique 2 muni d'un revêtementt3 en briques réfractaires. Une ouverture 4 dans le revêtement réfractaire forme l'orifice de sortie du cubilot. Un moule de coulée continue, dont l'axe de symétrie est horizontal, est adjacent à l'ouverture 4 et comprend un élément en cuivre 5 de forme cylindrique, entouré d'une chemise 6. Entre la chemise 6 et le cylindre 5 un espace 7 permet le passage d'un liquide de refroidissement, de l'eau en général, au cours du fonctionnement de l'appareil. L'âme du cylindre 5 forme l'orifice du moule et, à son entrée, un évidement 8 reçoit la partie terminale 9, en forme de manchon, d'une conduite d'alimentation 10 en matériau réfractaire à faible coefficient de frottement. L'extrémité du manchon 9 s1 applique, par sa surface extérieure, contre la paroi de la conduite 5 de manière à réaliser un excellent contact thermique, et le manchon est refroidi à une température inférieure à celle de la partie de la conduite 10 qui est extérieure au moule.La paroi extérieure li de cette partie extérieure de la conduite 1D est conique et, par l'ouverture 4, pénètre dans le cubilot. Une couronne 12 en matériau réfractaire, à 37 % d'alumine par exemple, possède une ame conique s'adaptant à la paroi 11 à laquelle elle est scellée par un ciment réfrac- taire, par exemple à base d'alcool. La couronne 12 est fixée à la tranche avant du revêtement en briques 3 soit par un ciment réfractaire, soit par un composé réfractaire plastique- étanche à l'air. La conduite 10 est assujettie au moule à l'ai- de d'un plateau perforé 14 plaqué extérieurement sur la conduite et boulonné sur la tranche du moule. Lorsque le métal à couler est du cuivre, la conduite 10, et donc le manchon 9, sont en graphite. Le manchon 9 constitue la seconde zone de refroidissement pour le métal fondu introduit dans l'orifice d'entrée du moule, la première zone étant la tête de la conduite 10. Une fine pellicule de métal se dépose sur le manchon 9 et en est régulièrement arrachée. Comme le manchon 9 se trouve situé entre le métal en fusion et le cylindre 5 à l'entrée du moule, les déformations subies par celui-ci sont considérablement réduites. Dans la forme de réalisation présentée à la Fig. 2 orifice d'entrée du moule 25 comporte un évidement 26 dans lequel s'adapte la partie terminale 27 d'une conduite d'alimentation 28 en graphite. La paroi de l'âme de la conduite 28 est dans le prolongement de la paroi intérieure 29 de l'entrée du moule et la partie terminale 27 de la conduite est en bonne relation d'échange thermique avec le moule. La partie terminale de la conduite opposée au moule est de section réduite de manière à s'adapter à un passage 30 ménagé dans un élément tronconique 31 en argile réfractaire. La base 32 de cet élément est scellée par un ciment réfractaire à la tranche avant du cubilot. En cours de fonctionnement la conduite d'alimentation 28 joue le rôle à la fois de première et seconde zones de refroidissement. La conduite d'alimentation réfractaire de ce mode de réalisation est, de préférence, en graphite t mais on a constaté que le graphite, en particulier à l'extrémité d'entrée de la conduite, s'érode pendant la coulée et qu'il est avantageux de le protéger, tout au moins à cette extrémité d'entrée. En se rapportant à la Fig. 3, l'extrémité de la conduite d'alimentation 28 opposée au moule est de section réduite et s'adapte à l'ouverture 30 d'un élément en argile réfractaire 31. L'extrémité de la conduite en graphite 28 proche du cubilot risque de subir une érosion chimique par le métal en fusion lors du fonctionnement de l'appareil, aussi cette extrémité, ainsi que l'rame de la conduite, sont-elles protégées par une couche 35 de matériau réfractaire possédant une plus grande résistance à l'érosion chimique que le graphite. La couche 35 e de préférence la forme d'un manchon s'étendant sur une certaine longueur dans l'âme de la conduite 28 et prolongeant un élément 36 en matériau réfractaire collé à l'extrémité de la conduite par une masse de ciment réfractaire 37. Ce matériau est de préférence du nitrure de silicium, carbure de silicium, ou de la sillimenite qui est un mélange d'alumine et de silice. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coulée continue caractérisé - en ce qu'il comprend en combinaison un moule de coulée possédant un élément constitué par un matériau à hauteconductivité thermique formant l'orifice du moule, ledit orifice ayant une entrée et une sortie, et une conduite d'alimentation dont une extrémité pénètre dans l'orifice par son entrée et s'applique par sa surface extérieure contre la paroi interne de l'orifice. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé - en ce que l'élément formant orifice du moule possède du côté de son entrée un évidement dans lequel pénètre l'extrémité de la conduite d'alimentation de telle sorte que la paroi de l'âme de la conduite soit effectivement dans le prolongement de la paroi interne de l'élément formant orifice. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé - en ce que l'extrémité de la conduite d'alimentation a la forme d'un manchon. 4.~ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé - en ce qu'il incorpore des moyens liés au moule et assujettis sant la conduite au moule. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé - en ce que l'extrémité de la conduite d'alimentation opposée à l'orifice du moule est adaptable à l'orifice de sortie d'un cubilot. 6.- Dispositif de coulée continue, caractérisé - en ce qu'il comprend en combinaison un moule de coulée possé- dant un élément en cuivre formant l'orifice du moule, le dit orifice ayant une entrée et une sortie, et une conduite d'alimentation en graphite dont une extrémité pénètre dans un évidement de l'élément en cuivre du côté de son entrée, de façon que la paroi de l'amie de la conduite soit effectivement dans le prolongement de la paroi interne de l'élément formant orifice, et de façon que l'extrémité de la conduite s'applique par sa surface extérieure contre la paroi interne de l'évidement. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé - en ce que l'élément formant orifice est en cuivre et la conduite d'alimentation en graphite. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé s - en ce que la tranche de l'extrémité de la conduite d'alimentation opposée au moule et une partie de la paroi interne de cette conduite du cté de cette tranche sont revêtues d'une couche de matériau réfractaire autre que du graphite. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caracté risé - en ce que la couche de matériau réfractaire a la forme d'un manchon pénétrant dans l'âme de la conduite et prolongeant un élément de même matériau fixé sur la dite tranche de la conduite. 10.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé : - en ce que le dit matériau réfractaire est choisi dans le groupe des matériaux constitué par le nitrure de silicium et le carbure de silicium. 11.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé - en ce que le dit matériau réfractaire est un mélange d'alumine et de silice.