Brevet FR2453696A1 — publié le 19801107

L'invention a pour objet une installation de coulée continue à plusieurs lignes de coulée. On sait qu'une ligne de coulée continue comprend, schématiquement, une lin gotière sans fond dans laquelle est déversé le métal et qui est refroidie énergi quement de fanon à produire une peau superficielle de métal solidifié qui permet de sortir par le bas de la lingotière une barre qui achève de se refroidir dans une zone dite "de refroidisserent secondaire" placée au-dessous de la lingotière. Le métal liquide, généralement de l'acier, étant amené dans des poches, la lingotière ntest normalement pas alimentée directement à partir de la poche ; en effet, on utilise un récipient intermédiaire qui, dans 11 installation, est placé à un étage au-dessus de la lingotière et dans lequel est déversé le métal à partir de la poche, le récipient intermédiaire étant muni d'un trou de coulée placé au-des sus de la lingotière et qui peut être calibré et muni par exemple de dispositifs de protection de l'acier de fanon à déverser celui-ci dans les meilleures conditions. De ce fait, la coulée est en effet plus régulière ; de plus le récipient intermédiaire a une fonction métallurgique de décantation des inclusions. D'autre part, dans le cas où l'installation comprend plusieurs lignes de coulée disposées côte à catie, le récipient intermédiaire est muni d'un certain nombre de trous de coulée placés chacun au-dessus de la lingotière d'une ligne et sert alors à distribuer le métal entre les différentes lignes. C'est pourquoi on l'appelle dans ce cas distributeur. Enfin, c'est le récipient intermédiaire qui, dans la coulée dite "en séquences" permet de couler le contenu de plusieurs poches à la suite sans discontinuité. En effet, le récipient intermédiaire contient une certaine quantité de métal qui sert de volant pour assurer la continuité de l'écoulement du métal dans la lingotière pendant le temps nécessaire pour remplacer la poche vide par la suivante. Certaines installations de coulée multilignes alimentent un grand nombre de lignes de coulée. C'est ainsi que, dans certains cas, une même poche peut alimenter par exemple huit lignes de coulée placées côte à côte. Les lingotières sont donc disposées suivant une ligne qui est assez longue compte tenu de l'espacement nécessaire. Si l'on utilise un seul récipient distributeur, celui-ci doit donc être constitué d'une cuve allongée de grande longueur. Cette disposition présente certains inconvénients. Tout d'abord, il est assez difficile de réaliser économiquement des cuves de grande longueur indéformables ou en tout cas peu déformables. Mais surtout, la cuve étant alimentée en son centre par la poche de coulée, il en résulte une dissymétrie de l'alimentation des différents jets de coulée du distributeur par rapport au jet de la poche. Cette disposition peut entrainer des turbulences pour les jets du distributeur qui sont proches du jet de la poche. En outre, comme on est obligé de conserver en fin de coulée une certaine hauteur de métal pour éviter notamment l'entrainement de laitier dans la lingotière, l'utilisation d'un distributeur de grande longueur entraine une importante mise au mille, c'est à dire de perte de métal en fin de coulée. Pour éviter ce genre d'inconvénients, on a pensé à utiliser deux distributeurs placés dans le prolongement l'un de l'autre pour remplacer le distributeur unique, les lingotières étant disposées en deux groupes adjacents alimentés chacun par l'un des distributeurs muni d'une série de trous de coulée correspondants. Dans ce cas, la poche de coulée, qui est centrée dans le plan vertical séparant les deux distributeurs, est munie de deux trous de coulée alimentant chacun l'un des distributeurs. La distance entre ces trous de coulée est relativement faible puisqu'elle dépend évidemment du diamètre du fond de la poche. C'est pourquoi les jets de la poche sont proches des parois des deux distributeurs ce qui peut produire des turbulences au niveau des trous de coulée voisins. De plus, on est amené à accoler les deux distributeurs , ce qui rend difficile leur supportage dans la partie centrale. L'invention a pour objet une nouvelle disposition permettant de remédier à ces divers inconvénients. Conformément à l'invention, les lingotières étant disposées en deux groupes adjacents et l'étage de distribution comprenant deux séries de trous de coulée correspondants, l'installation comprend un étage de répartition du métal entre les deux groupes de lingotières, placé au-dessus de l'étage de distribution et comportant un réservoir répartiteur dans lequel est déversé le métal et qui est muni de deux trous de coulée écartés l'un de l'autre et placés respectivement chacun au-dessus du centre de l'une des séries de trous de coulée de l'étage de distribution. L'invention va maintenant être décrite en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté schématiquement, en élévation sur la figure Unique. L'installation multilignes représentée à titre d'exemple comprend huit lignes de coulée placées côte à côte. Chaque ligne se compose essentiellement d'une lingotière oscillante L suivie d'une zone de refroiissement secondaire S. L'ensemble est porté par une structure de support telle qu'une charpente dont on n'a représenté que le plancher supérieur A qui définit l'étage des lingotières qui s'appuient sur la structure de support par l'intermédiaire d'un mécanisme permettant son oscillation verticale, qui peut être de tout type connu et n'a pas été représenté sur les dessins. Les lignes de coulée étant placées côte à côte, les lingotières sont alignées et, dans exemple représenté, sont disposées sur l'étage L en deux groupes adjacents L1, L2, L3, L4 et L'1, L'2, L'3, L'4. Au-dessus de l'étage des lingotières L est placé un étage de distribution D qui, selon une disposition connue, comporte deux cuves allongées D, D' munies chacune d'une série de trous de coulée, respectivement D1, D2, D3, D4 et D'1, D'2, D'3, D'4 placés chacun au-dessus d'une lingotière. De la sorte, le métal contenu dans chaque distributeur D, Dl est déversé par un trou de coulée, par exemple Dl dans la lingotière L1 placée au-dessous de lui. Le refroidissement énergique de la lingotière provoque la formation d'une croute superficielle de métal qui permet d'extraire par le bas de la lingotière une barre dont la solidification s'achève dans la zone de refroidissement secondaire Si placée dans le prolongement de la lingotière. Selon l'invention, l'installation comporte un étage supplémentaire placé au-dessus de r'étage de distribution D et sur lequel est disposée une cuve R de répartition de l'acier entre les deux distributeurs D et D'. Les deux groupes de lingotières et les deux distributeurs D et D' étant placés de part et d'autre d'un plan de symétrie P, le répartiteur R est constitué d'une cuve allongée centrée sur le plan P et de longueur telle qu'elle chevauche les deux distributeurs D et D' sur plus de la moitié de chacun d'eux. De la sorte, il. est possible de placer aux deux extrémités du répartiteur R deux trous de coulée R1 et R'I qui se trouvent placés chacun sensiblement au-dessus du centre du distributeur correspondant. Ainsi, l'acier venant de l'aciérie dans une poche de coulée C est déversé par le trou de coulée Cl au centre du répartiteur R puis, par les trous de coulée Ri, R'1 au centre de chacun des deux distributeurs D et D'. L'installation perfectionnée selon l'invention présente de multiples avantages. Tout d'abord, dans le cas le plus général où l'on utilise deux distributeurs accolés, elle permet d'assurer la symétrie de répartition de ltacier. En effet, l'acier est déversé par les orifices R1 et R'l au milieu de chacun des deux distributeurs D et D' alors que, auparavant, les jets de coulée étaient placés sur le bord de chacun des deux distributeurs. De plus, comne on le voit sur la figure, si la poche de coulée C était munie de deux trous de coulée, la distance(e) entre ces deux trous serait relativement faible et en tout cas sensiblement inférieure au diamètre de la poche. De ce fait, les deux distributeurs D et D'devraient hêtre accolés ce qui complique la conception des organes de supportage. Au contraire, grâce au perfectionnement selon l'invention on peut écarter l'un de l'autre les deux distributeurs de fanon à assurer leur supportage dans les meilleures conditions sur l'étage de distribution. La distance(l)entre les deux trous de coulée Ri, R'1 ne dépend en effet que des dimensions que l'on choisit de donner à la cuve de répartition et de l'écart (d)entre les axes des différentes lignes de coulée. Compte tenu de l'écart )entre les plans de symétrie des deux groupes de lignes de coulée, on donnera au répartiteur R une hauteur permettant d'emmagasi ner un volume de métal suffisant pour alimenter les deux distributeurs D et D' sans discontinuité pendant le temps nécessaire pour le remplacement de la poche de coulée C. De la sorte, il est possible de couler en séquences sans modification du niveau du métal dans les deux distributeurs, les variations de niveau se faisant dans le répartiteur R. Ainsi, il n'y a pas de perturbations dans l'écoulement des jets d'alimentation des lingotières. De même, lors des reprises de coulée consécutives au changement de poche C, l'homogénéisation de température de l'acier de la poche (n) avec l'acier de la poche (n + I) se fait dans le répartiteur R.Les effets de variations de température sont ainsi considérablement atténuées dans les distributeurs D et D'. Cet avantage est important car on sait que les écarts de température peuvent favoriser les percées immédiatement après la lingotière. On sait d'autre part que, dans les installations de coulée continue, le distributeur a une fonction métallurgique secondaire. En effet, si sa fonction essentielle est de distribuer l'acier liquide entre les différentes lignes de coulée, il a également des fonctionsde décantation des inclusions et de métallurgie. Grâce à l'utilisation selon l'invention, d'un étage supplémentaire de répartition de l'acier, on assure une séparation entre la fonction décantation des inclusions et la fonction de distribution de l'acier entre les lignes de coulée.Cette fonction de décantation est assurée par le parcours de l'acier dans le répartiteur qui dépend de la hauteur du bain dans celui-ci et de la distance 7 entre la zone centrale d'arrivée de l'acier et le trou de coulée Rl ou R'l. La distance 1 dépendant essentiellement du nombre de lignes de coulée à alimenter et de leur répartition sur la structure de support, on pourra, compte tenu de cette distance, choisir la hauteur h du bain dans le répartiteur non seulement pour assurer la continuité de la coulée lors des changements de poche mais également pour déterminer un parcours de l'acier dans la cuve suffisant pour assurer la fonction métallurgique. Il faut noter que, grâce à cette disposition, la totalité de l'acier coulé suit le meme parcours.Au contraire, dans les dispositions connues, la fonction de décantation n'étaitpas assurée de fanon régulière dans le distributeur puisque certains trous de coulée se trouvaient plus rapprochés que d'autres de la zone d'arrivée du métal. De plus la hauteur du bain est plus grande dans le répartiteur que dans les distributeurs qui ont, globalement, une section plus grande et il en résulte une meilleure décantation de l'acier. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que l'on demande moins de précision aux orifices calibrés R1 et R'1 du répartiteur qu'aux orifices calibrés du distributeur Dl, D2, ... De ce fait, le répartiteur R peut avoir une durée de vie plus longue que celle des distributeurs D et D'. Par ailleurs, il est possible dans une disposition selon l'invssention, de changer les distributeurs D séparément sans arrêter la coulée. Il suffit en effet, pour cela, d'obturer l'orifice R1 ou R'1 correspondant au moyen d'un dispositif connu à quenouille ou à tiroir pour cesser d'alimenter le distributeur que l'on désire changer. La disposition selon l'invention facilite la construction de l'installation car les cuves du répartiteur et du distributeur sont de dimensions raisonnables ce qui facilite leur construction, leur maconnage, leur tenue et leur manutention. Il faut également noter que cette disposition s'accomode de tous les dispositifs de contrôle de jet ou de protection de celui-ci connus actuellement tant pour le jet de poche que pour les jets du répartiteur. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit, le principe de l'invention résidant essentiellement dans l'adjonction d'un étage supplémentaire du répartition de l'acier. C'est ainsi, en particulier, que, si l'invention s'applique de préférence aux installations utilisant deux distributeurs, il pourrait être utile d'utiliser un répartiteur meme dans le cas où l'on n'utilise qu'un seul distributeur de grande longueur. En effet, dans ce cas également, on garderait l'avantage important de la séparation des fonctions de distribution et de décantation et une meilleure symétrie de la répartition de l'acier , d'autre part, la séparation du débit en plusieurs jets de débit moindre permettrait de diminuer le risque de turbulences dans les trous de coulée les plus proches de la zone d'arrivée du métal dans le distributeur. REVENDICATIONS 1.- Installation de coulée continue à plusieurs lignes comportant une pluralité de lingotières alignées alimentant chacune une ligne de coulée et disposées sur un étage placé au-dessous d'un étage de distribution du métal entre les diverses lignes, comportant au moins un récipient distributeur muni d'une pluralité de trous de coulée alignés disposés chacun au-dessus d'une lingotière caractérisée par le fait que, les lingotières étant disposées en au moins deux groupes adjacents et l'étage de distribution comprenant deux séries de trous de coulée correspondants, l'installation comprend un étage de répartition du métal entre les deux groupes de lingotière, placé au-dessus de l'étage de distribution et comportant un réservoir répartiteur dans lequel est déversé le métal et muni d'au moins deux trous de coulée écartés l'un de l'autre et placés, respectivement chacun au-dessus du centre de l'une des séries de trous de coulée de l'étage de distribution. 2.- Installation de coulée continue selon la revendication 1, comportant deux récipients distributeurs de forme allongée, munis chacun dune série de trous de coulée et placés dans le prolongement l'un de l'autre, caractérisée par le fait que le répartiteur est constitué d'un réservoir allongé chevauchant les deux distributeurs sur plus de la moitié de chacun d'eux, ledit réservoir étant muni de deux trous de coulée écartés placés chacun au-dessus du centre de l'un des distributeurs et étant alimenté en métal en son centre, à égale distance desdits trous de coulée. 3.- INstallation de coulée continue selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la capacité du répartiteur permet d'effectuer un remplacement de la poche de coulée sans variation du niveau de métal à l'étage de distribution.