Brevet FR2369894A1 — publié le 19780602

L'invention est relative à un canal plongeur de sortie, pour installations de coulée continue, à admission d'argon. Pour améliorer le degré de pureté de l'acier à couler, il est connu de faire passer de l'argon à travers l'acier pendant la coulée. A cet effet, l'obturateur (ou quenouille) associé au régulateur de débit (ou panier) et la tige solidaire de cet obturateur possèdent un passage axial continu. A l'aide d'une tringlerie située au-dessus de la lingotière, on peut régler la position de cette tige en hauteur et par conséquent le débit de l'acier arrivant dans la lingotière. L'obturateur est rendu solidaire de sa tige par une liaison à boulon et écrou. Outre des contraintes thermiques importantes, il se produit aussi de très fortes contraintes mecaniques lors de l'ouverture et de la fermeture de l'obturateur. Or il est apparu que l'altération souvent constatée du degré de purete de l'acier, malgré le balayage à l'argon, était due à la disparition de l'étanchéité aux gaz au niveau de la liaison à boulon et écrou, par suite du jeu qui se produit toujours et des dilatations thermiques. En raison de la vitesse élevée à laquelle l'argon d'alimentation passe en ce point de liaison dont lwétanchéité est défectueuseS la dépression ainsi cre'e'e (équation de Bernouilli) fait aspirer, dans l'atmosphère extérieure9 de l'oxygène (air parasite) qui oxyde l'aluminium present dans l'acier liquide, ce à quoi devrait précisément s'opposer l'argon On a constate que, sans avoir recours à des mesures constructives onéreuses, il était impossible de rendre absolument étanche aux gaz la liaison à vis et écrou qui est établie entre l'obturateur et sa tige, et ceci dans toutes les conditions de fonctionnement et pour des dures de fonctionnement relativement longues Lginvention a pour but d'agencer l'admission d'argon de façon à empêcher, de façon sûre, l'aspiration d'air parasite, même pour des durées de fonctionnement relativement longues et des vitesses de passage du gaz argon extrêmement élevées. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la paroi du canal plongeur de sortie est munie d'un orifice laté- ral, situé au-dessus du niveau libre de l'acier à couler, et qu'un bouchon, perméable aux gaz et de forme complémentaire de celle de cet orifice7 est placé dans ce dernier, l'argon etant admis à travers ce bouchon. On a constaté avec surprise qu'il n'est pas nécessaire d'admettre l'argon coaxialement à l'intérieur du canal plongeur de sortie pour obtenir une délivrance uniforme par les ouvertures de sortie du canal plongeur. Au contraire, pour obtenir le même effet tout en évitant les inconvénients susindiqués, il est tout à fait suffisant de faire arriver l'argon, selon l'invention, par l'orifice latéral à travers le bouchon perméable aux gaz. En principe, le bouchon perméable aux gaz,qui est fait d'un matériau réfractaire, peut être maçonné à l'intérieur de l'o- rifice latéral du canal plongeur de sortie. L'inconvénient de cette solution est toutefois de rendre fort coûteuse l'incorporation du bouchon. Pour cette raison et selon un développement de l'invention, le bouchon est disposé dans une gaine qui est munie d'une tubulure coaxiale pour l'arrivée de l'argon Cette gaine, ou enveloppe de tôle, forme une monture extérieure pour le bouchon ajusté de façon étanche aux gaz et repose dans l'orifice latéral du canal plongeur de sortie. Selon un autre développement de l'invention, l'orifice et le bouchon ou sa gaine se rétrécissent coniquement vers l'intérieur du canal plongeur de sertie afin qu'après adaptation du bouchon, sa face transversale vienne se placer dans le prolongement de la surface intérieure du canal plongeur de sortie. Les caractéristiques et avantages de l'invention vont être exposes plus en détail à l'aide du mode de réalisation qu est représenté au dessin annexé. La figure 1 montre schématiquement l'agencement général d'un canal plongeur de sortie. La figure 2 montre en coupe longitudinale le canal plongeur de sortie, à plus grande échelles Selon la figure 1, une poche de coulée 1 est disposée audessus d'un régulateur de débit ou panier 2 dans le fond duquel est inséré un canal plongeur de sortie 3, lequel pénètre par son extrémité inférieure dans une lingotière ou moule de coulée continue 4. Au-dessous de la lingotière 4, l'installation de coulée continue comprend un dispositif guide-barre qui est représenté schématiquement par des rouleaux 5 et 6, limitant l'intervalle de coulée. En quittant la poche de coulée 1 en jet libre, l'acier liquide passe par un orifice de sortie 7, traversant le fond de cette poche 1 ; il arrive dans un entonnoir de coulée 8 qui est adapté au régulateur de débit 2 et par les orifices latéraux 9 duquel l'acier pénètre dans ce régulateur de débit 2. De là, l'acier sort par le canal plongeur de sortie 3 et parvient à la lingotière 4 en passant par les ouvertures de sortie latérales 10 de ce canal 3 (figure 2 > L'acier liquide quitte la lingotière 4 en ayant acquis une peau extérieure durcie qui entoure une masse d'acier liquide.Le dispositif guide-barre se saisit de la barre et, avant le durcissement de celle-ci, fait passer sa direction de la verticale à l'horizontale. La barre arrive alors à d'autres postes (non représentés > de l'installation de coulée continue. Une tringlerie (non représ2ntée), qui est disposée au-dessus du régulateur de débit 2, porte une tige Il sur laquelle est vissé un obturateur ou quenouille 12. Selon la position de l'obturateur 12 et en raison de la forme tronconique intérieure du canal plongeur de sortie 3, il est libéré un plus ou moins grand espace annulaire par lequel l'acier liquide pénètre dans la lingotière 4. Le canal plongeur de sortie 3 est représenté à plus grande echelle à la figure 2 qui montre clairement la façon dont ce canal 3 se rétrécit coniquement à l'intérieur, de haut en bas. A cette figure, on ne voit que celle des deux ouvertures latérales de sortie 10 qui est située à l'arrière La paroi 13 du canal plongeur 3 possède un orifice 17 qui se rétrecit coniquement vers l'axe A - A' de ce canal 3 Dans cet orifice 17 est inséreeune gaine 14 de forme complémentaire dont le fond est muni d'une tubulure d'arrivée 15, cette gaine étant ouverte à l'opposé dudit fond Un bouchon 16, perméable aux gaz, est logé de façon étanche aux gaz à l'intérieur de cette gaine 14. Un système (non représenté3 débite de l'argon par l'intermédiaire de la tubulure d'arrivée 15. On a constaté avec surprise que l'argon, bien qu'introduit latéralement, quitte le canal plongeur 3 par ses deux ouvertures de sortie 10 en étant distribué de façon tout à fait homogène et qu'il entoure d'une atmosphère protectrice l'acier sortant. Etant donné que l'arrivée de l'argon ne se fait plus par l'obturateur 12 et par sa tige 11, cette arrivée est donc facile à rendre étanche aux gaz, selon l'invention. Les mesures proposées selon l'invention peuvent aussi s'appliquer à d'autres domaines techniques, partout où des pro blèmes d'étanchéité se posent à l'arrivée d'un gaz protecteur. REVENDICATIONS 1 - Canal plongeur de sortie, pour installations de cou lée continue, à admission d'argon, caractérisé en ce que la paroi (13) du canal plongeur de sortie (3) est munie d'un orifice latéral (17), situé au-dessus du niveau libre de l'acier à couler, et en ce qu'un bouchon (16), perméable aux gaz et de forme complémenfaire de celle de cet orifice (1?), est placé dans ce dernier, l'argon étant admis à travers ce bouchon (16). 2 - Canal plongeur de sortie selon la revendication , caractérisé en ce que le bouchon (16) est dispose dans une gaine (14) qui est muni d'une tubulure (15) pour l'arrivée de l'argon. 3 - Canal plongeur de sortie selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice (17) et le bouchon (16) ou sa gaine (14) se rétrécissent coniquement vers l'intérieur du canal plongeur de sortie (3).