Brevet FR2476512A1 — publié le 19810828

La présente invention se rapporte à la coulée continue de l'acier et elle vise, plus spé- cialement, une installation électromagnétique d'agi- tation pour la coulée continue de l'acier, cette installation comportant une bobine électromagnétique d'agitation servant à agiter les impuretés non métalliques et les gaz emprisonnés dans l'acier fondu, par agitation électromagnétique de cet acier fondu dans un moule, en vue de chasser ces impuretés et ces gaz. Plus spécialement, l'invention se rapporte à une installation électromagnétique d'agitation pour moules de coulée continue de l'acier, ladite installation constituant au moins une partie de la paroi latérale du moule. L'invention vise également une installation électromagnétique d'agitation du type défini ci-dessus et dont la bobine électromagnétique d'agitation est contenue dans un logement conçu de façon que lion puisse facilement monter et démonter ladite bobine. Il est connu d'agiter, par des moyens électromagnétiques, l'acier fondu contenu dans un moule de façon à agiter et à chasser effi- cacement les impuretés non métalliques et les gaz contenus dans cet acier, afin d'améliorer la qualité de l'état de surface des fils métalliques. A titre d'exemple, la demande de brevet japonais mise à l'Inspection publique no 4241/1979 décrit un moule de coulée comportant des moyens qui assurent une telle agitation électromagnétique. La Fig. 1 de la présente demande représente un moule de type classique pour la coulée continue de l'acier, équipé d'un dispositif électromagnétique d'agitation. Dans ce moule de coulée de type connu, une bobine électro- magnétique d'agitation 6' occupe toute la longueur et toute la hauteur d'au moins l'une des parois du moule, comme on peut le voir d'après la Fig. 1. De l'eau de refroidissement est fournie par une chambre d'alimentation 3' située à la partie inférieure d'un bloc de refroidissement 1' du moule de coulée, de façon que cette eau monte par les passages pratiqués dans la paroi du moule directement au contact de l'acier fondu et soit chassée par une chambre d'évacuation 4' située à l'extrémité supérieure de ce bloc de refroidissement 1'. Comme cela a déjà été signalé dans la description d'une demande de brevet mise à l'inspection publique n0 64953/1980 au nom du même demandeur, il convient de placer l'extrémité supérieure de la bobine d'agitation le plus près possible de la surface libre (ménisque) de l'acier liquide contenu dans le moule, afin d'obtenir des fils métalliques moulés présentant un état de surface de qualité supérieure. Cependant, le rendement du moule muni de moyens électromagnétiques d'agitation se trouve diminué pourdiverses raisons, en particulier la nécessité d'inspecter, d'entretenir et de remplacer des pièces de l'installation électromagnétique d'agi- tation, sans compter l'usure de la paroi de refroi- dissement du moule, qui est normalement une plaque en cuivre en raison de la forte conductivité thermique de ce métal. Dans le moule de type classique représenté dans la demande de brevet japonains mise à l'Inspection publique no 4241/1979, tel que représenté sur la Fig. 1, la paroi 9' du moule est fixée à la face de la paroi 7" de ce moule autre que celle qui est au contact de l'acier fondu, à l'aide de toute une série de boulons, de manière à constituer la chambre d'alimentation en eau, la chambre d'évacuation de l'eau et une chambre 2' destinée à recevoir la bobine électromagnétique. Par conséquent, même si les travaux d'inspection ou d'entretien ne concernent que la bobine électromagnétique d'agitation, on est obligé de retirer tous les boulons 5' introduits de l'exté- rieur du bloc de refroidissement 1 dans la paroi de refroidissement 9' du moule et qui traversent la chambre 2' renfermant la bobine électromagnétique d'agitation. De plus, ce travail s'accompagne de diverses opérations ennuyeuses, par exemple l'en- lèvement et la fixation des garnitures entre le bloc de refroidissement 1' et la paroi de refroi- dissement 9' du moule et les garnitures entre ce bloc de refroidissement 1' et les chambres 3', 4' d'alimentation en eau et d'évacuation de l'eau, ainsi que le branchement et le débranchement des tuyaux d'eau. On est donc obligé de démonter tout l'ensemble du moule, même s'il ne s'agit que de l'inspection ou de l'entretien de la'bobine électro- magnétique d'agitation. Il est manifeste que ces opérations ennnuyeuses diminuent le rendement du moule. En vue de remédier à ces inconvénients, l'invention a pour objet une installation électro- magnétique d'agitation pour coulée continue de l'acier, installation dans laquelle la surface supérieure extrême de la bobine est située au niveau de l'acier fondu liquide contenu dans le moule ou le plus près possible de la surface libre de l'acier liquide, de manière à assurer un effet d'agitation puissant. L'invention vise également un moule de coulée équipé d'une installation électromagnétique d'agitation, conçue et construite de manière à faciliter l'inspection, l'entretien, le remplacement et d'autres opérations visant uniquement la bobine électromagnétique d'agitation, de manière à supprimer les inconvénients indiqués ci-dessus des installations de la technique antérieure qui nécessitent beaucoup de temps et de travail pour l'entretien, l'inspection et autres opérations visant l'installation électromagnétique d'agitation. A cette fin et conformément à l'invention, la chambre d'évacuation servant à chasser l'eau de refroidissement du moule, qui se trouvait norma- lement, selon la pratique courante, à la partie supérieure du moule, se trouve dans la partie infé- rieure de la chambre dans laquelle est logée l'ins- tallation électromagnétique d'agitation. Une telle disposition est rendue possible grâce à un arrangement bien défini des passages pour l'eau de refroidissement. De façon plus précise, l'invention, pour satisfaire au second objet visé ci-dessus, fournit un moule dans lequel une ouverture assez grande pour que la bobine électromagnétique d'agitation puisse la traverser est pratiquée dans la paroi arrière (paroi autre que celle qui se trouve au contact de l'acier fondu) de la chambre contenant la bobine électromagnétique d'agitation, et dans lequel un convercle servant au montage de la bobine électromagnétique d'agitation est fixé de façon amovible à la paroi arrière de manière à boucher cette ouverture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va 2476512 suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation avec deux variantes. Sur ces dessins, - la Fig. 1, déjà décrite, représente de façon schématique une installation électromagnétique d'agitation de type classique, pour moules de coulée continue de l'acier, - la Fig. 2 est une vue de côté, en coupe et en élévation, d'une installation électromagnétique d'agitation pour moules de coulée continue de l'acier, comportant une bobine électromagnétique d'agitation, - la Fig. 3 est une vue avant, en élévation, d'une installation électromagnétique d'agitation conforme à l'invention, représentée dans le sens de la flèche III de la Fig. 2, la moitié longitudinale (moitié inférieure dans le plan de la Fig. 3) étant représentée en coupe, - la Fig. 4 est une vue en plan, en partie en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 2, - la Fig. 5 est une vue en plan avec un arrachement pour montrer la structure interne, à plus petite échelle, - la Fig. 6A est une vue de côté, en élé- vation, d'une forme de réalisation selon laquelle la chambre contenant l'installation électromagnétique d'agitation est située dans la partie centrale du bloc de refroidissement du moule, et - la Fig. 6B est une vue de côté, en élé- vation, d'une autre forme de réalisation, selon laquelle l'installation électromagnétique d'agitation est située à la partie supérieure du bloc de refroi- dissement. Dans l'installation telle que représentée sur les Fig. 2 et 3, une paroi de refroidissement 9 directement au contact de l'acier fondu est fixée à la surface du bloc 1 de refroidissement du moule voisine de l'acier fondu. Ce bloc de refroidissement 1 comporte également une chambre 3 d'alimentation en eau servant à envoyer de l'eau de refroidissement dans des passages 10 pratiqués dans la paroi de refroidissement 9, une chambre 4 d'évacuation d'eau par laquelle l'eau de refroidissement provenant des passages 10 est chassée et une chambre 2 destinée à contenir une bobine électromagnétique d!agitation 6. De façon plus précise, comme on peut le voir d'après les figures, ce bloc de refroidissement 1 comporte, à sa partie supérieure, la chambre 2 destinée à recevoir la bobine électromagnétique d'agitation et, à sa partie inférieure, la chambre 3 d'alimentation en eau et la chambre 4 d'évacuation de l'eau. Une plaque avant 13 comporte un passage il pour chasser l'eau de refroidissement après refroidissement de la paroi 9. Pour expliquer de façon plus détaillée l'installation de refroidissement, il convient de signaler que l'eau servant à refroidir le moule est introduite par l'ouverture d'entrée 14 et est envoyée dans la chambre 3 d'alimentation en eau après avoir traversé un bloc 15 d'alimentation en eau. L'eau de refroidissement est ensuite répartie de façon régulière en direction de la paroi de refroi- dissement 9 au moyen d'un collecteur 16 d'alimentation en eau située dans la paroi avant 13. L'eau monte ensuite dans les passages 10, tout en assurant de façon efficace le refroidissement de l'acier fondu 12 contenu dans le moule, par échange de chaleur à travers la paroi de refroidissement 9 et cette eau, par 7 2476512 l'intermédiaire du collecteur d'évacuation 17 et les passages il d'évacuation, s'écoule dans la chambre 4 d'évacuation d'eau. L'eau de refroidissement est finalement chassée vers une ouverture de sortie 19, par l'intermédiaire d'un bloc 18 d'évacuation. Sur la figure 2, la référence 5" désigne des boulons à l'aide desquels la paroi de refroidis- sement 9 située au contact de l'acier fondu est fixée à la paroi avant 13, tandis que la référence 5 désigne des boulons qui relient la paroi de refroidissement à la paroi arrière 7. Une plaque 7' sur laquelle est montée la bobine électromagnétique d'agitation joue également le rôle d'un couvercle destiné à boucher l'ouverture, citée plus loin,pratiquée dans la paroi de la chambre 2 contenant cette bobine électromagnétique d'agitation. La construction représentée sur la Fig. 2, selon laquelle la chambre 2 contenant la bobine électro- magnétique d'agitation est située dans la partie supé- rieure du bloc de refroidissement, correspond à la disposition représentée sur la Fig. 6B. Une telle disposition n'est cependant pas impérative et lion pourrait tout aussi bien placer la chambre 2 dans la partie centrale du bloc 1 de refroidissement du moule, comme représenté sur la Fig. 6A. Conformément à l'invention et comme on peut le voir d'après les figures 2, 3, 6A et 6B, une ouver- ture assez grande pour pouvoir être traversée par la bobine électromagnétique 6 est pratiquée dans une partie de la paroi 7 du bloc de refroidissement 1 autre que la paroi qui est au contact de l'acier fondu et la plaque de montage 7' de la chambre 2 renfermant la bobine, opposée à la masse d'acier fondu est conçue pour jouer également le rôle d'un couvercle servant à boucher l'ouverture indiquée ci-dessus. Cette Plaque de montage 7' est fixée de façon amovible, à l'aide de boulons 8, à la paroi arrière 7, citée plus haut, du bloc de refroidissement. La bobine électromagnétique d'agitation 6 est fixée à la plaque de montage 7' qui joue également le rôle de couvercle. Sur les Fig. 2, 3 et 5, l'installation électromagnétique d'agitation est représentée comme constituant l'une des parois du moule de coulée continue d'acier. Suivant les dimensions du moule et sa forme en coupe transversale, l'installation électromagnétique d'agitation selon l'invention peut constituer au moins l'une des parois de ce moule. Dans le cas o le moule de coulée a une section transversale de forme rectangulaire, l'installation électromagnétique d'agitation est conçue de manière à constituer l'une des larges parois de facesopposées ou les deux, tandis que, si le moule a une section transversale de forme carrée, l'installation électro- magnétique d'agitation peut représenter l'une de deux parois opposées ou ces deux parois, ou même l'ensemble des quatre parois. Comme on l'a expliqué plus haut et confor- mément à l'invention, lespassagesil d'évacuation de l'eau servant à chasser l'eau de refroidissement - après refroidissement du moule de coulée sont pra- tiquésdans la paroi avant du bloc de refroidissement, sur la face de ce dernier qui est voisine de la masse d'acier fondu. On peut de la sorte placer la chambre 4 d'évacuation de l'eau de refroidissement dans la partie inférieure du moule de coulée, ce qui permet de monter l'installation électromagnétique d'agitation dans la partie supérieure de ce moule. Par conséquent, il est alors possible de mettre la surface supérieure extrême de la bobine électro- magnétique d'agitation au niveau de la surface libre de l'acier à l'état liquide contenu dans le moule, ce qui garantit un très bon effet d'agitation et, par suite, permet d'obtenir un état de surface de bonne qualité du fil métallique coulé. Conformément à l'invention, la chambre 2 destinée à contenir l'installation électromagnétique d'agitation est distincte de la chambre d'alimentation en eau de refroidissement du moule et de la chambre d'évacuation de l'eau, de telle sorte que l'on peut faire appel à des sources d'alimentation différentes en eau de refroidissement pour refroidir, d'une part, l'installation d'agitation et, d'autre part, le moule. Autrement dit, on peut utiliser, pour refroidir l'ins- tallation électromagnétique d'agitation, de l'eau d'une grande pureté sous une pression assez faible pour que l'isolation de cette installation électromagnétique d'agitation ne soit pas endommagée, tout en utilisant, pour refroidir la paroi du moule, de l'eau de refroi- dissement sous une pression assez forte, par exemple de 10 kg/cm 2. Une telle disposition est intérssante en ce sens que le besoin de prévoir des moyens pour que l'installation électromagnétique d'agitation résiste à la pression est moins impératif, ce qui diminue le prix de revient et les frais d'exploitation. Il convient de remarquer, en se reportant aux Fig. 2, 5, 6A et 6B, que l'on peut extraire la bobine électromagnétique d'agitation 6 de la chambre 2 en même temps que la plaque intérieure de support 7' jouant le rôle de couvercle, simplement en démontant celle-ci. Il est donc possible de monter et de démonter la bobine électromagnétique d'agitation 6 d'un seul bloc avec le couvercle 7' en vue d'une opération d'inspection, d'entretien, de remplacement ou de toute autre opération analogue, simplement en retirant les boulons 8, sans avoir à toucher à l'ins- tallation de refroidissement de l'eau. Diverses opé- rations d'entretien et de protection se trouvent ainsi facilitées et l'invention présente cet avantage de remédier aux inconvénients relatifs à l'isolation électrique et dûs à un choc de la bobine ou du noyau. REVENDICATIONS 1. Installation électromagnétique d'agitation pour moules de coulée continue d'acier, comprenant une paroi de refroidissement (9) qui constitue une ou plusieurs des parois dudit moule de coulée, cette paroi étant en contact direct avec la masse d'acier fondu et présentant, sur une face intérieure, des passages pour de l'eau de refroidissement, une bobine électromagnétique d'agitation (6) servant à agiter de façon électromagnétique ladite masse d'acier fondu et un bloc de refroidissement (1) qui contient une chambre (2) pour loger ladite bobine électromagnétique d'agitation (6), une chambre (3) d'alimentation en eau servant à fournir de l'eau de refroidissement auxdits passages (10) et une chambre d'évacuation (4) par laquelle est chassée cette eau de refroidissement, ledit bloc de refroidissement étant raccordé à la face intérieure de ladite paroi de refroidissement de manière à constituer ladite installation, caractérisée par le fait que ladite chambre (2) contenant ladite bobine électromagnétique d'agitation (6) est située à la partie supérieure dudit bloc de refroidissement (1), tandis que ladite chambre (4) d'évacuation de l'eau est située au-dessous de ladite chambre contenant la bobine électromagnétique d'agitation (6) et que ladite chambre d'alimentation en eau est située au-dessous de ladite chambre d'évacuation et par le fait que lesdits passages (11) d'évacuation de l'eau, qui communiquent par une extrémité, avec un collecteur d'évacuation d'eau desdits passages (11) d'eau de refroidissement et, par l'autre extrémité, avec ladite chambre (4) d'évacuation d'eau, sont pratiqués dans une paroi avant dudit bloc de refroidissement au contact de ladite paroi de-refroidissement. 2. Installation électromagnétique d'agitation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une ouverture assez grande pour pouvoir être tra- versée par ladite bobine électromagnétique d'agitation (6) est pratiquée dans une partie de la paroi arrière (7> de ladite chambre (2) contenant cette bobine électro- magnétique d'agitation (6) autre que la paroi au contact de ladite masse d'acier fondu, tandis qu'une plaque de montage (7') destinée à porter ladite bobine électro- 1l magnétique d'agitation (6) est conçue pour jouer le rôle d'un couvercle servant à boucher ladite ouverture et à fermer la paroi arrière (7) de ladite chambre (2) contenant la bobine électromagnétique d'agitation (6), la disposition étant telle que ladite bobine électro- magnétique d'agitation (6) peut être facilement montée dans ledit bloc de refroidissement et démontée de ce bloc, d'un seul tenant avec ladite plaque de montage (7'). 3. Installation électromagnétique d'agitation pour moules de coulée continue d'acier, comprenant une paroi de refroidissement (9) qui constitue une ou plusieurs des parois dudit moule de coulée, cette paroi étant en contact direct avec la masse d'acier fondu et présentant, sur une face intérieure, des passages pour de l'eau de refroidissement, une bobine électromagnétique d'agitation (6) servant à agiter de façon électromagnétique ladite masse d'acier fondu et un bloc de refroidissement (1) qui contient une chambre (2) pour loger ladite bobine électromagnétique d'agitation (6), une chambre (3) d'alimentation en eau servant à fournir de l'eau de refroidissement auxdits passages (10) et une chambre d'évacuation (4) par laquelle est chassée ladite eau de refroidissement, ledit bloc de refroidis- sement étant raccordé à la face intérieure de ladite paroi de refroidissement de manière à constituer ladite installation, caractérisée par le fait que ladite chambre (2) contenue dans ledit bloc de refroidissement (1) et servant à loger ladite bobine électromagnétique d'agitation (6) est située à mi-hauteur dudit bloc de refroidissement et par le fait que la paroi arrière de ladite chambre (2) contenant la bobine électro- magnétique d'agitation (6) autre que la paroi au contact de ladite masse d'acier fondu, présente une ouverture assez grande pour que ladite bobine électromagnétique d'agitation puisse la traverser, cette bobine électro- magnétique d'agitation (6) étant portée par une plaque de montage (7') qui est fixée de manière à boucher ladite ouverture pour jouer à la fois le rôle de ladite paroi arrière et d'un couvercle recouvrant cette ouverture, la disposition étant telle que l'on peut monter librement ladite bobine électromagné- tique d'agitation (6) dans ledit bloc de refroidissement et la démonter, d'un seul tenant avec ladite plaque de montage.