Brevet FR2421015A1 — publié le 19791026

La présente invention se rapporte à un procédé pour déposer des adJuvants de coulée en quantité dosées sur la surface libre d'un bain de métal fondu à l'aide d'un milieu gazeux et elle se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, notamment dans le cas de la coulée des lingots en montee et dans celui de la coulée continue. Jusqu'a présent, le dépôt des adjuvants de coulée sur la surface libre du main de métal fondu était exécutée manuellement par le personnel de service de l'installation ou encore automatiquement par un dispositif transporteur pneumatique ou combiné, pneumatique et mécanique. Dans le procédé connu, le dégagement de poussières volantes entrainait une gêne considérable pour le personnel de service de l'installation. D'un autre côté, il n'était pas possible de régler avec précision les quantités introduites manuellement, ce qui avait pour conséquence, l'obtention d'un médiocre état de surface sur le lingot coulé. Dans le cas de l'introduction par le procédé pneumatique ou combiné, pneumatique et mécanique (DE-OS 2 653 306 et DE-OS 2 651 266), on observe également en dépit d'une dépense considérable de moyens techniques, un fort engagement de poussières volantes, représentant une gêne considérable pour le persennel et que l'on peut réduire en interposant un réservoir entre la partie pneumatique et la partie mécanique du dispositif, par exemple de la façon qui est décrite dans le DE-PS 2 633 306. Un autre inconvénient considérable des procédés connus antérieurement consiste dans le fait, que dans le nuage de poussières volantes, les constituants de la poudre d'adjuvant de conlée subissent un effet de classement accentué. Par ailleurs, l'accroissement de la complexité des moyens techniques utilisés pour séparer le gaz porteur des adjuvants de coulée se traduit par une usure d'autant plus forte des mécanismes automatiques d'introduction de la poudre d'adjuvant de coulée soumis à des contraintes thermiques dans la région de la lingotière. En outre, dans les procédés connus, l'adjuvant de coulée débité par les buses de sortie se dépose sur la surface libre du bain sous la forme de zones locales et discrètes. L'invention a tout d'abord pour but de créer un procédé au moyen duquel l'adjuvant de coulée puisse étre déposé judicieusement sur la surface libre du bain, en-quantité dosées et répar ties uniformément. Elle a également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un procédé dans lequel, au moment de l'introduction, l'adjuvant de coulée possède un état fluidisé et est réparti sur la surface libre du bain dans cet état. Elle propose également un dispositif comprenant au moins une tubulure de sortie rigidement solidaire d'un réservoir de poudre d'adjuvant de coulée, un fond intermédiaire perméable aux gaz qui s'étend en travers du réservoir et de la tubulure de sortie, un orifice d'entrée du milieu gazeux disposé au-dessous du niveau du fond intermédiaire et muni d'une vanne de réglage et une ouverture de sortie, disposée à l'extré- mité de la tubulure de sortie et au-dessus du niveau du fond intermédiaire. Selon d'antres caractéristiques de l'invention - le dosage de l'adjuvant de coulée est obtenu par la production d'un état fluidisé - le dosage est obtenu par la production périodique de l'état fluidisé - l'addition de l'adjuvant de coulée existant à l'état fluidisé se produit par doses contenues dans des récipients, et dans les trois minutes qui suivent le remplissage du ou des récipients 3 - le rayonnement total produit au-dessus de la surface libre du bain est utilisé pour la commande et le dosage - on utilise un gaz inerte ou un gaz réactif pour produire l'état fluidisé. L'application du procédé suivant l'invention supprime,dans une large mesure,les inconvénients du mode antérieur d'introduction de l'adjuvant qui ont été mentionnés au début du présent mémoire. Ainsi qu'il est bien connu, le lit fluidisé utilisé suivant l'invention possède des propriétés de fluidisation qui le distinguent des lits fixes ainsi que des nuages de poussières volantes que l'on peut encore désigner par l'expression de procédé de transport pneumatique des solides. Du reste, le procédé suivant l'invention permet d'utiliser des adjuvants de coulée qui sont exempts de constituants dégageant des à2 tels que le carbone, le borax etc. . ou ne compor q 'tin- faible proportion de tels constituants. Il en résulte une amélio ration de la régularité de la qualité de l'agent de recouvrement de la surface du bain, ce qui se traduit par une amélioration de l'état de surface du produit coulé et par une régularisation de -la qualité du produit. Par ailleurs, en choisissant judicieusement la nature du milieu gazeux, on peut obtenir d'autres avantages tels que, par exemple, une réaction entre le milieu gazeux et l'adjuvent de coulée et, d'autre part, la protection du bain de métal fondu Contre la pénétration incontrblée d'oxygène. Le procédé suivant l'invention apporte également la possibilité d'utiliser avantageusement l'air comme milieu gazeux puisque la réaction entre l'air et le carbone peut être facilement mattrisée. On notera également que, dans le dispositif selon l'invention l'orifice d'entrée du milieu gazeux peut être réglable en inclinaison entre lthorizontale et un angle de + 150. L'ensemble du dispositif peut entre réglable en translation suivant les trois axes de coordonnées et en rotation dans le plan horizontal et dans un plan vertical. Par ailleurs, la section d'écoulement de la sortie peut entre réglable, de même que la perméabilité aux gaz du fond intermédiaire, tandis que le fond intermédiaire peut Outre composé de plaques perforées qui peuvent se déplacer en translation l'une par rapport à l'autre. Des modes de réalisation de l'invention seront à présent décrits à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est composée de plusieurs diagrammes A, B et C La figure 2 représente en perspective, le dispositif vu de devant La figure 3 montre par une vue en plan deux dispositifs montés sur le répartiteur La figure 4 est une vue de côté de l'ensemble représenté sur la figure 3. Les diagrammes A et B de la figure 1 représentent le comportement d'une poudre d'adjuv. > nt de coulée en fonction de la vitesse du gaz Vg. Le diagramme A représente la perte de charge Ap/H (H = hauteur du lit fluidisé) en fonction de Vg ; le diagram u me B représente la densité en fonction de la vitesse Vg. Vg re- présente la valeur critique de la vitesse du courant gazeux, à laquelle le lit fixe F se transforme en un lit fluidisé FL. VgO représente la valeur supérieure de vitesse critique du courant gazeux, à laquelle le lit fluidisé FL se transforme en un nuage de poussières volantes FLW. Le diagramme C représente la densité d'une matière quelconque en fonction de la température, la matière prenant l'état solide, liquide ou gazeux suivant la température. Ts représente le point de fusion et Tg le point de vaporisation. Les figures 2, 3 et 4 représentent une forme possible de réalisation d'un dispositif comprenant une tubulure de sortie 3 rigidement solidaire du réservoir 1 d'adjuvant de coulée et dans laquelle est monté un fond intermédiaire 4 perméable aux gaz. An-dessous du niveau du fond intermédiaire est prévue une ouverture d'insufflation 5 destinée à introduire le milieu gazeux dans la chambre 6 de répartition du gaz. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, le dispositif est destiné à alimenter en poudre la surface libre d'un bain de métal fondu contenu dans une lingotière 7 de coulée continue. La figure 3 montre le montage de deux dispositifs sur une auge distributrice, les deux dispositifs étant placés de part et d'autre de la tubulure de coulée immergée 9. Le dispositif 1 est porté par des supports 2 de manière à pouvoir se déplacer suivant les trois axes de coordonnées et également à pouvoir pivoter dans un plan horizontal et dans un plan vertical. La figure 4 montre le montage du dispositif sur une auge distributrice 8 munie d'une tubulure de sortie immergée 9 qui plonge dans le bain fondu en traversant la couche de laitier 10. La section d'écoulement formée par la tubulure de sortie 3 peut être réglée de la façon voulue, de même que la perméabilité aux gaz du fond intermédiaire 4. EXEMPLES a) Utilisation d'un gaz inerte en qualité de milieu gazeux. En utilisant un gaz inerte, par exemple l'argon, on évite toute réaction entre les particules de la matière solide réactive de la poudre d'adjuvant de coulée et la phase gazeuse qui environne ces particules. Grâce à la faible conductibilité thermique de la colonne du lit fluidisé, comparativement à celle d'une colonne de lit fixe, il est possible de réduire ou même d'annuler la concentration du carbone dans la poudre d'adjuvant de coulée, carbone qui est normalement utilisé pour ameublir la poudre et pour l'isoler par ce moye?. b) Utilisation d'un gaz réactif en qualité de milieu gazeux. Lorsqu'on utilise un gaz oxydant, par exemple de l'air enrichi en oxygène, on peut régler la vitesse de la réaction entre les particules de la poudre d'adjuvant de coulée, par exemple les particules de carbone, et l'oxygène. Eventuellement, il est possible d'envisager d'utiliser comme milieu devant réagir avec la poudre d'adjuvant de coulée un gaz organique qui, en se décomposant, cède une quantité de carbone additionnelle à la poudre. Dans le cas de la coulée des lingots, il est possible d'adopter une variante du procédé dans laquelle on dispose dans un récipient destiné à être détruit, par exemple sous l'action de la chaleur, une quantité désirée de poudre d'adjuvant de coulée, présentée à l'état fluidisé, cette quantité correspondant à un lingot, puis on suspend le récipient dans la lingotière. La poudre se déverse sur la surface libre du bain fondu dans cet état fluidisé. Dans cette application, le laps de temps séparant l'instant du remplissage du récipient de l'instant du déversement de la poudre sur la surface du bain ne doit pas excéder trois minutes. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour déposer des adjuvants de coulée en quantité dosées sur la surface libre d'un bain de métal fondu à l'aide d'un milieu gazeux, caractérisé par le fait qu'au moment de l'introduction, l'adjuvant de coulée possède un état fluidisé et qu'il est réparti sur la surface libre du bain dans cet état. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dosage de l'adjuvant de coulée est obtenu par la production d'un état fluidisé. 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dosage est obtenu par la production périodique de l'état fluidisé. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'addition de l'adjuvant de coulée existant à l'état fluidisé se produit par doses contenues dans des récipients, et dans les trois minutes qui suivent le remplissage du ou des récipients. 5.- Procédé suivant les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le rayonnement total produit au-dessus de la surface libre du bain est utilisé pour la commande et le dosage. 6.- Procédé suivant les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que l'on utilise un gaz inerte ou un gaz réactif pour produire l'état fluidisé. 7.- Dispositif destiné à introduire une poudre d'adjuvant de coulée dans une lingotière de coulée continue en une quantité dosée et pratiquement sans dégagement de poussière, à l'aide d'un milieu gazeux, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une tubulure de sortie rigidement solidaire d'un réservoir de poudre d'adjuvant de coulée, un fond intermédiaire perméable aux gaz, qui s'étend en travers du réservoir et de la tubulure de sortie, un orifice d'entrée du milieu gazeux disposé au-dessous du niveau du fond intermédiaire et muni d'une vanne de réglage et une ouverture de sortie, disposée à l'extrémité de la tubulure de sortie et au-dessus du niveau du fond intermédiaire. 8i- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que l'orifice d'entrée du r'. milieu gazeux est réglable en inclinaison entre l'horizontale et un angle de + 150. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 et S, caractérisé par le fait qu'il est dans son ensemble réglable en translation suivant les trois axes de coordonnées et en rotation dans le plan horizontal et dans un plan vertical. 10.- Dispositif suivant les revendications 7 et 9, caractéri- sd par le fait que la section d'écoulement de la sortie est réglable, de mdme que la perméabilité aux gaz du fond intermédiaire. 11.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que le fond intermédiaire est composé de plaques perforées qui peuvent se déplacer en translation l'une par rapport i l'autre.