Brevet FR2420385A1 — publié le 19791019

La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation en métal liquide des lingotières de coulée continue constitué par un tube dont l'extremite inférieure plonge dans le métal liquide contenu dans la lingotière. Avec les dispositifs classiques de ce type, le métal amené par le tube plonge profondément dans la lingotière puis remonte le long des parois. Les inclusions non métalliques et les bulles gazeuses sont entrainees vers le bas par le métal puis décantent en remontant le long des parois de la lingotière où elles ont toutes les chances d'être piégées par le métal en cours de solidification, ce qui provoque des défauts du produit coulé. Pour remédier à cet inconvénient, de nombreux dispositifs ont été proposés dont la caractéristique commune est de dévier le jet de métal vers le haut à la sortie du tube de coulée pour faciliter la décantation des inclusions. Généralement, ces dispositifs avec jets à grande vitesse outre outils entrainent des courants de recirculation avec immersion profonde des inclusions, n'assurent pas une alimentation uniforme de la lingotière sur toute sa péripérie. Or la façon dont on introduit le métal liquide dans la lingotière influence de manière importante la solidification le long des parois de la lingotière et, par conséquent, agit directement sur la capacité de production de l'installation. Le but de l'invention estde permettre simultanément une bonne décantation des inclusions jusqu'à la surface libre du métal dans la lingotière et une alimentation uniforme et sans turbulence en métal liquide chaud de la tête de coulée. Le dispositif objet de l'invention est caractérisé en ce qutil comporte un panier immergé, placé sous le tube de coulée et dont le bord est situé à un niveau supérieur à celui de I'extrémité inférieure du tube et entoure le tube de façon à former un passage annulaire dont la section droite est supérieure à celle du tube et inférieure à celle du passage ménagé entre le bord du panier et les parois de la lingotière. Le panier en matière réfractaire à fond plat, concave ou convexe peut avoir une section horizontale circulaire, polygonale ou ovale, ses parois peuvent être verticales ou plus ou moins éva- sées vers le haut. I1 peut encore se présenter sous la forme d'un hémisphère ou d'une calotte sphérique et peut comporter un rebord vertical. Le panier peut être maintenu en position de travail soit par des entretoises qui le rendent solidaire du tube, soit par des moyens de fixation quelconques indépendants du tube. Des déflecteurs peuvent être placés dans ltespace annulaire entre le tube et le bord du panier pour imprimer au métal sortant du panier un mouvement de rotation centré sur l'axe du tube. Ces déflecteurs peuvent être constitués par des pales radiales dont le plan est incline sur l'horizontale. Dans le même but, on peut utiliser un disque épais et percé de passages dont les axes sont inclinés par rapport au plan du disque. D'autres caractéristiques de l'invention apparaltront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une lingotière de coulée continue à section carrée et d'un dispositif d'alimenta tion conforme à l'invention La figure 2 est une vue de dessus de ltensemble de la figure 1 La figure 3 est une vue en coupe verticale d'une lingotière de coulée continue à section ronde et d'un dispositif d'alimentation conforme à l'invention;; La figure 4 est une vue de dessus de l'ensemble de la figure 3 La figure 5 est une vue en coupe verticale d'une lingotière de coulée continue à brame à section rectangulaire et d'un dispositif d'alimentation conforme à l'invention La figure 6 est une vue de dessus de l'ensemble de la figure 5 Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe verticale de deux autres dispositifs d'alimentation conformes à l'invention Les figures 9 et 10 sont des vues de dessus des dispositifs des figures 7 et 8 respectivement ; et La figure il est une coupe suivant l'axe F-F de la figure 10. Sur les figures 1, 2, 3, 4, 5 et 6, le numéro de référence 12 désigne une lingotière de coulée continue. La surface libre du métal dans la lingotière est maintenue à un niveau sensiblement constant par contrôle du débit d'alimentation et de la vitesse d'extraction du produit coulé ; elle peut être recouverte d'une couche de protection 13 formée par addition périodique d'un laitier en poudre. Le métal en fusion provenant d'un répartiteur, non représenté, est amené par un tube 14 qui débouche au-dessous de la surface libre du métal dans la lingotière. Un panier 16 est disposé sous le tube. Il est centré sur le tube et formé d'un fond plat et rond et d'une paroi latérale qui s'évase vers le haut. Le fond du panier est espacé de I'extrémité inférieure du tube 14 et son bord est situé à un niveau supérieur à celui de cette extrémité. Le métal liquide sortant du tube 14 suit le trajet indiqué par les flèches pour pénétrer dans la lingotière. Dans le panier 16 le jet de métal perd son énergie cinétique et le métal liquide est renvoyé vers le haut à une vitesse faible. Le panier sert de concentrateur des inclusions qui sont entraînées vers le haut par l'écoulement vertical ascendant. A la sortie du panier, les inclusions conservent une composante ascendante suffisante pour aller décanter à la surface libre du métal.Le panier étant centré sur le tube, le métal se répartit uniformément tout autour de celui-ci et alimente d'une manière calme et uniforme la partie supérieure de la lingotière ; de ce fait l'absence de courant de recirculation permet une meilleure progression de la solidification le long des parois de la lingotière ce qui augmente l'épaisseur solidifiée àla sortie de la lingotière et permet d'accroitre la vitesse d'extraction. Sur les figures l à 4, le tube 14 et le panier 16 sont cen trés sur l'axe de la lingotière. Sur les figures 5 et 6, on a représenté en traits pleins un ensemble tube-panier centré sur de la lingotière et en traits mixtes deux autres ensembles identiques qui peuvent être disposés symétriquement de part et d'autre du premier. Le nombre d'ensembles d'alimentation que l'on peut utiliser dépend du rapport longueur/largeur de la section droite de la lingotière. Les figures 7 et 9 montrent un dispositif d'alimentation conforme à l'invention, dans lequel le panier 22 est relié au tube 24 par des pales radiales 26 dont le plan est incliné sur l'horizonta- le. Ces pales servent à la fois à supporter le panier et à communiquer au métal qui en sort un mouvement de rotation autour de l'axe du tube 24. Ce mouvement de rotation permet de concentrer les inclusions dans la zone centrale et d'avoir un métal plus pur Ie long des parois de la lingotière. Dans le mode de réalisation des figures 8, 10 et 11, le panier 22' est relié au tube 24' par un disque épais 28 dans lequel sont percés des passages cylindriques 30 dont les axes sont inclinés par rapport au plan du disque. Pour sortir du panier le métal traverse les passages 30 qui, du fait de leur inclinaison, lui communiquent un mouvement de rotation autour de l'axe du tube. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits par l'emploi de moyens techniques équivalents et il doit être entendu que toutes ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS l - Dispositif d'introduction d'un métal liquide dans une lingo tière de coulée continue comprenant un tube dont l'extrémité inférieure plonge dans le métal liquide contenu dans la lin gotière, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un panier immergé et placé sous le tube de sorte que son fond se trouve à l'écart de l'extrémité inférieure du tube et son bord à un niveau supérieur à celui de cette extrémité du tube, la partie supérieure du panier entourant Complètement le tube de façon à former un passage annulaire dont la section est supérieure à celle du tube et inférieure à celle du passage ménagé entre le bord du panier et la paroi de la lingotière. 2 - Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que le panier a un fond plat. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panier a un fond convexe. 4 - Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le panier a un fond concave. 5 - Dispositif selon les revendications l, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le panier a la forme d'un cylindre de révolution. 6 - Dispositif selon les revendications l, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le panier a une forme prismatique. 7 - Dispositif selon les revendications l, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le panier a la forme d'un tronc de cône inversé. 8 - Dispositif selon les revendications l, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le panier a la forme d'un tronc de pyramide inversé. 9 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé- en ce que le panier a la forme d'un tronc de cône ovalisé. 10 - Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le panier a la forme-d'un hémisphère ou d'une calotte sphérique. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden tes, caractérisé en ce que le panier a un rebord vertical. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden tes, caractérisé par des déflecteurs placés dans l'espace annu laire entre le tube et le bord du panier et communiquant au mé tal sortant du panier un mouvement de rotation autour du tube. 13 -Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les déflecteurs sont constitués par des pales disposées radialement et dont le plan est incliné sur l'horizontale. 14 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'espace annulaire entre le tube et le bord du panier est fermé par un disque épais dans lequel sont percés des passa ges dont les axes sont inclinés par rapport au plan du disque. 15 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes pour l'alimentation d'une lingotière à section rec tangulaire, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs ensem bles tube-panier placés côte à côte.