Brevet FR2460735A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne un procédé pour la coulée continue de métaux, au moyen d'un récepteur de rayonnement fixe, correspondant à un spectre de rayonnement déterminé, qui commande un dispositif d'actionnement d'un bouchon obturant l'orifice de sortie de la poche de cou lée ou du récipient intermédiaire. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. De façon connue, en vue de la coulée continue de métaux, on met en place dans la coquille une tête de commencement de coulée. Sur cette tête de commencement de coulée, on dispose une couche de ferraille de refroidissement. Après l'ouverture de l'arrivée d'acier en provenance du réservoir intermédiaire, le niveau de l'acier liquide monte dans la coquille. La hauteur du bain dans la coquille est réglée à vue, de façon manuelle, par commande directe de la fermeture (bouchon ou tiroir) du récipient intermédiaire. Lorsque l'on atteint une hauteur de bain dans la coquille, qui,de façon générale,correspond à environ 100 millimètres en dessous du bord supérieur en cuivre de la coquille, la tête de commencement, c'est-à-dire le fonds de la coquille, est extraite de celle-ci au moyen de la barre froide. Ce processus est realisé par le personnel chargé du fonctionnement de l'installation. A ce moment, le processus d'initialisation, c' est-à-dire la coulée dans la coquille fermée, se termine et la coulée conti- nue commence.L'alimentation d'acier résulte, dans un processus de coulée continue normale, du réglage du niveau de coulée Ces réglages sont basés sur l'utilisa tiob de rayonnement magnétique, optique, thermique ou radio-actif (voir les demandes de brevets allemands 2 757 052, 1 458 181, 2 736 227),la mesure étant effecv tuée angulairement par rapport la direction d'extraction de la barre. Tous les dispositifs connus sont exclusivement conçus pour le déroulement normal de la coulée, le démarrage de celleci devant toujours être effectué par l'intervention du personnel. -L'objet de la présente invention est un dispositif et un procédé pour démarrer la coulée continue de métaux, grà- ce auxquels on évite une initialisation manuelle du processus et qui permettent d'obtenir un processus de coulée automatisé , et donc reproductible A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la coulée continue de métaux, au moyen d'un récepteur de rayonnement fixe, correspondant à un spectre de rayonnement déterminé, qui commande un dispositif d'actionnement d'un bouchon obturant l'orifice de sortie de la poche de coulée ou du récipient intermédiaire, est caractérisé en ce que l'intensité du rayonnement est mesuré perpendiculairement à la tête de commencement de coulée ou parallèlement à la direction de sortie de la barre de coulée, en ce que la distance R de la source de rayonnement (masse métallique en fusion) au récepteur est déterminée à partir de l'expression c = 2 dans laquelle E est l'intensité du rayonnement mesuré et I l'intensité du rayonnement émis et en ce que l'introduction du métal dans la coquille et le début de la descente de la tête de commencement de coulée sont fonction de la dite distance R et du temps. De préférence, le récepteur est agencé au-dessus de la coquille et un système de lentilles est disposé entre le dit récepteur et le bain en fusion. Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, on évite les inconvénients, qui correspondent à une mise en marche manuelle et la coulée peut s'effectuer selon des programmes pré-déterminés, par- exemple linéaires ou proportionnels. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique de l'agencement selon l'invention. La figure 2 est un diagramme donnant l'intensité du ra-- yonnement en fonction de la distance. La figure 3 est un diagramme de fonctionnement donnant l'intensité de rayonnement en fonction de la distance de la température et du temps. Comme le montre la figure 1, le dispositif selon la présente invention comporte un élément 1, sensible aux rayonnements, agencé à l'extérieur de la coquille 3, à une distance définie de celle-ci et donc de la tête de commencement de coulée 2. La disposition de ces éléments est telle que,entre l'élément 1 et la tête de commencement de coulée 2,il yait une distance R. Des liaisons connues en soi sont prévues, d'une part entre l'élément 1 et la régulation 4 de l'alimentation à partir de la poche de coulée intermédiaire 5, et d'autre part entre cet élément 1 et la régulation 7 de l'extraction de la tête de commencement de coulée 2 hors de la coquille 3. Comme il est représenté en pointillés sur la figure 1, entre l'élément sensible 1 et la masse en fusion, peut être disposé un système de lentilles 11, à une distance déterminée de la tête de commencement de coulée 2. La représentation du rayonnement est transmise par le système de lentilles 11 à l'élément sensible 1, qui est par exemple une caméra de télévision. Cette représentation donne des renseignements sur la distance du niveau du bain au système de lentilles et est utilisée pour la détermination et la mesure de la mise en marche. L'intensité de la source d'énergie peut être déterminéé par la loi de Stephan Boltzmann, c'est-à-dire : 4 E = 6 x F x T4 , dans laquelle E est l'énergie totale d'un corps noir, F la surface du corps rayonnant, T la température absolue et 6 une constante de rayonnement. En connaissant la surface de rayonnement, la surface irradiée et les constantes du matériau, l'énergie arrivant sur l'élément sensible par unité de temps ou la température qui en résulte peuvent être représentées en fonction de la distance à la source d'énergie. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le métal provenant de la poche de coulée intermédiaire 5 à travers l'orifice de sortie plongeant 6 est amené sur la tête de commencement de coulée 2-dans la coquille 3 et le débit par unité de temps peut être déterminé par la mise en oeuvre de la loi de photométrie. Cette loi peut s'écrire 2 , dans laquelle est l'intensité du rayonnement reçu, I l'intensité du rayonnement émis et R la distance. L'intensité du rayonnement I peut être considéré comme constant pendant la coulée continue d'un métal, car la température de coulée de ce métal doit être maintenue elle-même constante pendant le processus de coulée. Grâce à l'agencement selon l'invention d'un élément sensible 1 à l'extérieur de la coquille 3, qui est directement au-dessus de la tête de commencement de cou lée 2, on peut obtenir le démarrage du fonctionnement de l'installation lorsque la hauteur de bain désirée est atteinte. La figure 2 représente l'intensité de rayonnement reçu par l'élément 1 en fonction de la distance séparant cet élément 1 du niveau du bain. La fonction est lineaire en représentation logarithmique. Le diagramme montre de plus l'influence sur le rayonnement de 'addition d'une poudre de coulée sur la surface du bain. L'influence est représentée sur la figure 2 par la courbe b2. Les courbes a1 et a2 montrent la relation sans addition de poudre de coulée. La figure 3 est un diagramme temporel représentant l'in tensité de rayonnement, la distance, la température et le temps. En choisissant un temps de coulée tl à tn et un programme de débit a, b, c, et d, on peut à l'aide de l'énergie de rayonnement déterminer la distance de l'é- lément sensible 1 à chaque moment du processus de coulée, par rapport au niveau supérieur du bain. Cette distance est représentée par R sur le diagramme. En conséquence, la distance entre l'élément sensible 1 et le niveau supérieur du bain peut être pré-déterminée à la fin du processus de mise en marche de la coulée. Cette distance est présentée dans le diagramme entre R1 et Rn. Pour des constantes déterminées de matière, en rapport avec l'élé- ment sensible, à chaque distance R, est associée une température. Par l'interposition d'un système de lentilles 11, la mesure de la distance peut être effectuée au moyen de la grandeur d'une image, au lieu de l'intensité d'un rayonnement. REVENDICATIONS 1- Procédé pour la mise en marche de la coulée continue de métaux, au moyen d'un récepteur de rayonnement fixe, correspondant à un spectre de rayonnement déterminé, qui commande un dispositif d'actionnement d'un bouchon obturant l'orifice de sortie de la poche de coulée ou du récipient intermédiaire caractérisé en ce que l'intensité du rayonnement est mesurée perpendiculairement à la tête de commencement de coulée ou parallèlement à la direction de sortie de la barre de coulée, en ce que la distance R de la source de rayonnement (masse métallique en fusion) au récepteur est déterminée à partir de l'expression e = 12 t dans laquelle est l'intensité de rayonnement R reçuRet I l'intensité de rayonnement émis , et en ce que l'introduction du métal dans la coquille et le début de la descente de la tête de commencement de coulée sont des fonctions de la dite distance R et du temps. 2- Dispositif our la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, par ustilisation d'un récepteur de rayonnement correspondant à un spectre de rayonnement déterminé ,caractérisé en ce que le dit récepteur est agencé de façon fixe au-dessus de la coquille, orthogonalement à la tête decommencement de coulée ou parallèlement à la direction de sortie de la barre de coulée. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le récepteur est précédé d'un système de lentilles occupant une position fixe déterminée.