Brevet FR2462220A1 — publié le 19810213

La présente invention est relative à la coulée continue du métal et plus particulièrement bien que non exclu- sivement, à la coulée du métal liquide provenant d'un four de fusion ou de refonte, en une bande pouvant facilement être fragmentée pour ê-:re utilisée ensuite comme matière première; désoxydant, ou additions, par exemple, dans une enceinte de fabrication d 'a.cier. Différentes solutions ont été proposées jusqueà présent pour couler en continu une bande en métalo Le brevet des Etats Unis n0 3 703 204 décrit par exemple la coulée de métal liquide dans un moule en forme de gouttière, mobile hou rizontalement et réalisé en une matière consommable, telle que du papier macheé qui est carbonisée ou bzulée au contact du meétal en fusion pour former une surface de moulage pendant la solidi'fication dans lae moule I1 es-'. également connu de couler du aeé-. al liquide en continu dans des moules en forme de gouttière revêtus deune nmatière céerm,_que non consomsabe. Dans une aciérie intègrée, la capacité de produc- tion de fonte correspond normalement à la capacité de fabrica- tion d'acier de lvaciérie. Du fait qu'il est souvent imprati- cable ou couteux de manipuler la sortie du haut-fourneau pour satisfaire A une demande fluctuante de l'installation de pro- duction d'acier, il peut arriver que la quantité de fonte produite par le haut-fourneau soit supérieure a celle deman- dée par l'installation de production d'acier. Jusqu'à présent toute fonte en excès est solidifiée par couléee en plaques ou en gueuses et par des techniques de granulation pour etre uti- lisée ensuite en tant que matière première dans une enceinte de fabrication d'acier. Ces techniques connues présentent des inconvénients qui sont un faible rendement, un cout élevé, une contamination et des dimensions peu pratiques du produit solidifié. La présente invention a pour but de fournir un pro- duit coulé qui puisse être facilement fragmenté en morceaux de dimensions appropriées pour être utilisés comme matie première par exemple dans une installation de production d'a- cier, ou pour être utilisés comme désoxydant ou addition dans une telle installation. L'invention a en conséquence pour objet un appa- reil pour la production d'une matière première ferreuse des- tinée à être utilisée dans un four de fusion ou de refonte, comprenant un substrat mobile, en fonte, en forme de gouttiè- re, se déplaçant dans une direction générale horizontale et de façon continue devant un poste de coulée, des moyens pré- vus à ce poste de coulée pour couler une matière ferreuse li- quide, en continu, sur le substrat afin de produire une ban- de de métal solidifié, des moyens pour détacher la bande du substrat et des moyens pour fragmenter la bande solidifiée en morceaux d'une dimension appropriée pour servir de matière ferreuse d'alimentation. Le substrat a de préférence une é- paisseur suffisante pour extraire la chaleur de la bande cou- lée afin de contribuer à la solidification de celle-ci. Le métal coulé en continu sur le substrat peut être de la fonte liquide provenant d'une installation de fa- brication de fonte, (par exemple d'un haut-fourneau), de l'a- cier liquide provenant d'une poche de fabrication d'acier, ou un alliage ferreux liquide provenant d'un ensemble de fusion ou de refonte (par exemple un haut-fourneau ou un four de fusion). Le produit coulé obtenu peut avoir une épaisseur à peu près uniforme (par exemple 25 mm) et peut ensuite être rainuré pour faciliter sa fragmentation. En variante, des rainures peuvent être formées dans la bande lors de la coulée grâce à une configuration particulière du substrat, ou encore elles peuvent être for- mées dans la surface supérieure de la bande lorsque celle-ci se solidifie, au moyen d'un rouleau dont la surface est munie de saillies et qui tourne en contact avec la surface de la bande. Le substrat peut comporter des nervures stétendant latéralement et/ou longitudinalement. Un agent de refroidissement, par exemple de l'eau pulvérisée peut être projeté sur la surface de la bande coulée afin de contribuer à la solidifier. L'invention a également pour objet un procédé pour solidifier une matière ferreuse liquide provenant d'un four de fusion ou de refonte, selon lequel on coule la matiè- re ferreuse liquide sur un support allongé en fonte, en for- me de gouttière, se déplaçant horizontalement, afin de pro- duire une bande solidifiée, on sépare cette bande solidifiée du support puis on fragmente la bande solidifiée en morceaux appropriés pour être utilisés comme matière première dans un processus d'affinage ou de fusion d'un métal. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, le four est un hautfourneau ou un four électrique de fusion ou de refonte. La matière ferreuse peut être constituée par de la fonte en liquide, de l'acier ou un alliage ferreux, par exemple un alliage de fer et de manganèse, de chrome, de si- licium, de vanadium, de molybdène, de bore ou de titane. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation représentés aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemples. Sur ces dessins: - la Fig. 1 est une vue schématique, en éléva- tion latérale et en coupe, d'un mode de réalisation d'un ap- pareil suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la li- gne I-I- de la Fig. 1; - les Fig. 3 (3A et 3B) et 4 sont des vues en élévation latérale et en plan respectivement d'un autre mode de réalisation de l'invention. La Fig. 1 montre schématiquement de la fonte liquide provenant d'un hautfourneau qui est coulée au moyen d'une poche de coulée basculante 1, dans une boîte à trop plein 2 disposée au dessus de l'appareil de coulée de bandes. Le débit avec lequel la fonte liquide est versée dans la bol- te à trop plein est commandé en modifiant l'angle d'inclinai- son de la poche de coulée en fonction du poids du métal conte- 24622O0 nu dans cette poche, tel qu'il est mesuré par des capteurs de charge 3 disposés au dessous de la poche. L'appareil de coulée comprend un substrat 4 en fonte ayant la forme d'une gouttière et porté sur un disposi- tif de support 5 mobile horizontalement. Le substrat 4 com- porte une série de saillies 8 s'étendant latéralement et ré- gulièrement espacées dans le sens longitudinal, et le sens de déplacement du substrat 4 ainsi que celui du dispositif 5 sont indiqués par une flèche 6. La fonte liquide 9 coulée sur le substrat 4 se solidifie pour former une bande ayant une surface inférieure rainurée qui correspond à la surface supérieure du substrat 4. Des jets d'eau pulvérisée 10 sont dirigés sur la surface supérieure de la bande coulée afin-d'accélérer sa solidifica- tion. Le produit solidifié en bande est détaché du substrat 4 en un point approprié situé en aval de la boUte 2, de ma- nière continue. Le substrat rainuré peut être remplacé après chaque opération de coulée ou peut être utilisé pour un nombre donné d'opérations de coulée ou même jusqu'à ce qu'il présen- te une surface déformée de façon inacceptable. Un revêtement de surface (par exemple un agent de démoulage constitué par de la chaux) peut être appliqué sur la surface supérieure du substrat avant la coulée de la fonte liquide afin de facili- ter la séparation du produit solidifié du moule. Les saillies 8 formées sur le substrat sont imprimées dans le produit cou- lé et permettent de fragmenter facilement la bande de fonte en morceaux de dimensions appropriées pour l'alimentation des installations de production d'acier et de fonderies, cette matière étant particulièrement appropriée pour les installa- tions fonctionnant avec des appareils d'alimentation en con- tinu. On décrira maintenant plus en détails, en réfé- rence aux Fig. 3 et 4, un mode de réalisation de l'invention. Dans un but de clarté la Fig.3 a été divisée en deux parties, c'est-àdire en deux Fig. 3A et 3B montrant respectivement les parties de gauche et de droite de l'appareil complet. Dans ce mode de réalisation le substrat est constitué par plusieurs sections de moule en fonte 11, en forme de gouttiè- re, qui sont déplacés par un système de courroies, de rou- leaux et de chaInes, en continu, suivant un trajet sans fin. Le sens de déplacement des sections de moule est indiqué par la flèche 12. Les sections individuelles de moule ont essen- tiellement une section droite de la forme représentée sur la Fig.2, bien qulelles puissent cependant ne pas comporter les saillies 8. De plus les sections individuelles de moule com- portent des partes latérales et des indentations (non repreé sentées) dans un but qui sera indiqué dans la suite i5 La partie supérieure du trajet sans fin parcouru par les sections de moile comporte une table a rouleaux13 a peu pres horirontaei lIenréee de cette table à rouleaux 13 est disposé' un transhor teur 1 thro ne 4 à galets ga&rnis dvacier, qui fonctione au=dessous des _ctions de moule et entre les rou eaux adjacents de la table A r uleaum pour en- tra ner les sections de moule le long de cette table avec une vitesse A peu près constante. Dans ce but le transporteur 14 comporte des tocs dIentra'!nement ( non représentés) qui coopèrent avec des pattes ou des indentations formées dans les sections de moule. Ainsi, sur toute la longueur de la partie supérieure du trajet sans fin, les sections de moule adjacentes se trouvent en butée les unes contre les autres afin de présenter une surface de substrat continue sans aucun espacement entre les sections individuelles. Un dispositif de pulvérisation 15 destiné à dé- poser une matière de revêtement, par exemple du graphite, sur la surface supérieure des sections de moule, est disposé au-dessus de la table à rouleaux 13 et dun c8té de cele-ci à son extrémité d'entrée. Comme représenté le dispositif de pulvérisation 15 comprend trois buses qui sont reliées a un réservoir commun de matière de revêtement. Lorsque les sections de moules, garnies, se dé- placent le long de la table de rouleaux 13, du métal liquide contenu dans une poche de coulée 16 est versé en continu sur ces sections de moule qui sont disposées bout à bout, afin de former une bande continue de métal. Pour empêcher le mé- tal liquide de se déplacer le long de la surface du substrat de moulage dans une direction contraire au sens de déplace- ment des moules, une barre d'extrémité 17, en graphite, est montée juste en amont du poste de coulée. Ainsi, au fur et à mesure que les sections de mouie individuelles approchent du poste de coulée elles passent au dessous de la barre d'ex- trémité, le jeu entre elle et cette barre étant réglé à une valeur prédéterminée qui est. fonction de l'épaisseur désirée de la bande moulée. Le métal liquide peut être coulé directement sur les sections de moule, depuis la poche de coulée 16; en va- riante, une boîte à trop plein analogue à celle représentée sur les Fig. 1 et 2 ou un entonnoir de coulée commandé par un obturateur, peut être interposé entre la poche de coulée et les sections de moule. Le métal liquide coulé se refroidit rapidement et se solidifie dans les sections de moule en fonte, qui sont relativement massives afin d'extraire la chaleur du métal coulé. En un point de la table à rouleaux 13 qui est suffisam- ment éloigné du poste de coulée pour que la solidification ait pu se produire, la bande de métal solidifiée est déta- chée des sections de moule au moyen d'un transporteur de dé- moulage 18. Ce transporteur comprend deux brins de chaînes transporteuses à rouleaux garnis d'acier qui sont montés en chapelet, chaque brin comportant des organes porteurs (non représentés) disposés avec un pas constant. Ce transporteur 18 recueille chaque section de moule 11 du fait de l'entrée en prise des organes porteurs avec les pattes ou les inden- tations de ces sections de moule, retire ces sections de la table & rouleaux, les entraîne vers le bas et les transfère sur une glissière inclinée en vue de leur transfert ultérieur sur un transporteur de retour 19. A son extrémité supérieure le transporteur 18 est adapté pour se déplacer au-dessous des sections de moule dans la largeur de ces sections et entre les rouleaux adjacents de la table 13. Le transporteur de retour 19 ramène les sections de moule depuis le transporteur 18 jusqu'à l'extrémité de la table 13 qui est adjacente au dispositif de pulvérisation 15. Le transporteur 19 comprend également deux brins de chalnes transporteuses à galets garnis d'acier, montés en chapelet, entre lesquels sont portées les sections de moule. Les brins de la chaîne sont équipes de broches deappui extensibles ou d'autres accessoires analogues (non représentés) destinés à coopèrer avec les côtés indentés des sections de moule. Le transporteur 19 comporte des parties incli- nées 20, 21, respectivement pour prélever les sections de moule et les éloigner du transporteur 18 et pour les ré-in- troduire sur la table 13. Lorsque chaque section de moule parcourt-la partie inférieure de son trajet sans fin, elle est de plus portée par un chemin de roulement par gravité 22. Lorsque les sections Il se déplacent le long de ce chemin 22 leurs surfa- ces supérieures et inférieures sont refroidies par des jets d'eau pulvérisée 24. Les transporteurs 14, 18 et 19 sont entraînés par un moteur principal d'entraînement et un ensemble réduc- teur (non représentés) au moyen d'un arbre intermédiaire à vitesse constante et de transmissions à chaînes ayant les rapports nécessaires pour les roues d'entraînement des trans- porteurs respectifs. L'entra nement du transporteur 18 est assuré à partir des arbres des roues arrière du transporteur de retour 19 par l'intermédiaire de transmissions à chaînes ayant un rapport de 1/1. Après que la séparation de la bande coulée soli- difiée et des sections de moule 11 effectuée par le transpor- teur 18, la bande 25 continue son trajet à peu près horizon- tal le long de la table à rouleaux 13 et est encore refroidie par des pulvérisateurs d'agent de refroidissement 26 dans une chambre 27. La bande complètement solidifiée est alors brisée 'en fragments ayant les dimensions et la forme désirées au moyen d'un marteau rotatif 28 et de cylindres broyeurs 29, les fragments étant transportés par un transporteur 30 jusque dans un réceptacle 31. A l'extrémité de gauche de la table 13 est repré- sentée une bande d'amorçage 32 comportant une barre d'extré- mité 33 en graphite. Au commencement du déversement du métal liquide sur les sections de moule, on dispose la bande d'a- morçage 32 de manière que sa barre d'extrémité 33 soit juste en aval du poste de coulée. La barre 33 empêche tout déplace- ment excessif du métal liquide le long de la surface de moula- ge afin de régler l'épaisseur initiale de la bande. La bande d'amorçage se déplace le long de la table à rouleaux devant la bande en cours de solidification et atteint la position représentée, le marteau 28 étant soulevé dans ce but. Des brûleurs peuvent être prévus pour préchauf- fer la barre d'amorçage et les sections de moule individuel- les avant la première coulée de métal liquide sur la surface de moulage. D'une façon commode des brûleurs de préchauffage des sections de moule sont disposés de façon à préchauffer les sections individuelles au fur et à mesure qu'elles appro- chent de l'extrémité d'entrée de la table à rouleaux.13. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 - Appareil pour produire une matière ferreuse d'alimentation destinée à être utilisée dans un four de fu- sion ou de refonte, caractérisé en ce qu'il comprend un sup- port (4) en fonte, en forme de gouttière, pouvant être dépla- cé à peu pzrès horizontalement en continu devant un poste de coulée, des moyens (1, 2)16) prévus à ce poste de coulée, pour couler une matièere ferreuse (9) liquide, en continu, sur le support (4) afin de produire, à la suite du refroidissement, une bande ferreuse solidiLfie, des moyens (18) pour séparer la bande du support et des moyens (28,29) pour fragmenter la bande solidifiee en mrorceaux de dimension propriee pour tre utilises come maee r premeière ferreuseo 2 Appareil suivant la revendication 1 c&ac !5 terisé en cG qe le support (4) a une paisseur suffisante pour extraire de la chaleur de la baende coulée afin de faci- liter la soldification de celle-cio 3 - pareil suivant la rc-vendication 1, cazac- terisé en ce que la surface du support (4) comporte une sërie de saillies (8) r.gul.èrement espacéeso 4 Appareil suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que les saillies (8) s'étendent à la fois late ralement en travers du support (4) et longitudinalement le long de la largeur et de la longueur de celui-ci, respective- ment. - Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau ayant une surface indentée disposée au dessus du support, en aval du poste de coulée, ce rouleau étant espacé de la surface du support d'une distance suffisante pour lui permettre d'entrer en contact avec la surface de la bande coulée et de former des indentations dans celle-ci lorsqu'elle se solidifieo 6 - Appareil suivant lVune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (4)A est consti- tué par plusieurs sections de moule (11), en fonte, ayant la forme de gouttière et disposées bout à bout, en butée les unes contre les autres. 7 - Appareil suivant la revendication 6, carac- térisé en ce que les sections de moule (11) sont déplacées en continu-sur un trajet sans fin, comportant une partie su- périeure (13) dans laquelle du métal en fusion est coulé dans les sections (11) de moule bout à bout, et une partie infé- rieure (22), décalée dans le sens vertical pour transférer les sections de moule depuis l'extrémité de sortie jusqutà l'extrémité d'entrée de la partie supérieure du trajet. 8 - Appareil suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que la partie supérieure du trajet est en par- tie délimitée par une table à rouleaux (13) à peu près hori- zontale, les sections de moule (11) étant entraînées le long de cette table au moyen d'un transporteur (14) à chaînes dis- posé à son extrémité d'entrée. 9 - Appareil suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du support (4) est revêtue d'une matière protectrice, en amont du poste de coulée. - Appareil suivant la revendication 9, ca- ractérisé en ce que la surface du support est revêtue de graphite. Il - Appareil suivant l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les sections de moule (11) sont séparés de la bande coulée solidifiée au moyen d'un transpor- teur de démoulage (18) incliné vers le bas, comprenant deux brins de chaîne transporteuse agencée en chapelet, chaque brin comportant des organes porteurs espacés d'une distance constante. 12 - Appareil suivant l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que des dispositifs de refroidis- sement (24) sont montés à proximité de la partie inférieure du trajet sans fin pour refroidir les sections de moule au il fur et à mesure qu'elles sont ramenées à l'extrémité d'entrée de la partie supérieure (13) de ce trajet. 13 - Appareil suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de fragmen- tation comprend un marteau rotatif (28) disposé en ligne avec le trajet suivi par la bande solidifiée après la séparation de celle-ci du support. 14 - Procédé de fabrication d'une matière fer- reuse d'alimentation destinée à être ultérieurement ajoutée dans un four de fusion ou de refonte, caractérisé en ce qu'on coule en continu une matière ferreuse liquide à partir d'un poste de coulée sur un support en fonte ayant la forme d'une gouttière et se déplaçant dans un plan à peu près horizontal, en continu, devant le poste de coulée, pour produire une bande de métal solidifiée, on sépare la bande solidifiée du support puis on fragmente cette bande solidifiée en morceaux de dimen- sion appropriée pour être utilisés sous forme de matière d'a- limentation. - Procédé suivant la revendication 14, carac- térisé en ce que le support est relativement massif de façon à extraire de la chaleur de la bande coulée et à faciliter sa solidification. 16 - Procédé suivant l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que des rainures sont moulées dans la bande par la configuration du support. 17 - Procédé suivant l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que des rainures sont formées dans la surface supérieure de la bande lorsque celle-ci se solidifie, au moyen d'un rouleau ayant une surface dentée et pouvant tourner en contact avec la surface de la bande. 18 - Procédé pour solidifier une matière fer- reuse-liquide provenant d'un four de fusion ou de refonte, caractérisé en ce qu'on coule la matière ferreuse liquide en continu sur un support en fonte, allongé en forme de gout- tière, se déplaçant horizontalement, pour produire une bande solidifiée, on sépare la bande solidifiée du support puis on la fragmente en morceaux appropriés pour être utilisés comme matière d'alimentation dans un processus d'affinage ou de re- fonte de métal.