Brevet FR2506190A1 — publié le 19821126

La présente invention concerne les procédés èt installations pour la coulée continue de métaux fondus. Elle s'applique plus particulièrement à la coulée de l'acier, dans les installations où le métal liquide est coulé en continu à l'aide d'un répartiteur qui alimente les lingotières. Un tel répartiteur est formé par un bac de réception du métal liquide dont le fond comporte plusieurs buses, pour l'alimentation de chacune des linpotières respectivement. Le jet formé à la sortie de la poche de coulée tombe d'abord dans la masse liquide contenue dans le répartiteur, où le métal se répartit au-dessus des différentes buses. De chacune il s'écoule en continu à travers une lingotière et ce n'est que là qu'il est refroidi suffisamment pour se solidifier. Le répartiteur remplit en fait plusieurs fonctions, car en même temps qu'il reçoit le métal liquide et le répartit vers les lingotières, il permet d'absorber les variations de la vitesse de coulée à la sortie de la poche, il assure une décantation des inclusions métalliques, et il permet de réguler la température de coulée en lingotière. La présence du répartiteur ne présente en pratique que des avantages tant que l'on s'intéresse à la coulée en continu d'une seule poche. Mais il est devenu usuel, en sidérurgie, de poursuivre la coulée continue en lingotière en admettant dans le répartiteur le métal de plusieurs poches successivement. On se heurte alors à des difficultés liées à la solidification des projections de métal sur les parois du répartiteur qui retiennent la masse liquide au voisinage de la zone où le jet de métal coulé pénètre dedans. Par accumulation de ces projections solidifiées, il se forme une sorte de volcan métallique solide, appelé "loup", qui gêne le fonctionnement, interdit de prolonger la coulée et oblige à changer le répartiteur.Les répartiteurs relativement grands utilisés dans la coulée continue de brames doivent en général être changés après la coulée de trois ou quatre poches, et dans la coulée continue de billettes, il n'est pas rare d'avoir à changer le répartiteur après la coulée d'une seule poche. Par la nécessité de changer le répartiteur, le coût élevé de ce dernier, l'arrêt de lex- traction du métal en lingotière, la perte de métal due à cet arrêt, etc..., la formation du "loup" pénalise le coût d'exploitation de la coulée continue. L'invention permet d'éviter cette formation, et donc de pallier les inconvénients qui en résultent, en autorisant des durées d'utilisation beaucoup plus longues des répartiteurs. Elle a pour objet un procédé de coulée continue d'un métal fondu suivant lequel on admet le métal fondu en un jet dans une masse dudit métal à l'état liquide, contenues dans un répartiteur alimentant des buses de coulée en lingotière, et qui se caractérise en ce que l'on réchauffe le métal par la flamme d'un brûleur dans la zone où le jet pénètre dans ladite masse. Elle a aussi pour objet une installation de coulée continue d'un métal fondu suivant ce procédé, comprenant un répartiteur pour contenir une masse de métal à l'état liquide, recevoir un jet de métal admis dans ladite masse et alimenter des buses de coulée en lingotière, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour réchauffer le métal par la flamme d'un brûleur dans la zone où le jet pénètre dans ladite masse. En pratique, le jet de métal fondu tombe en général en direction verticale, ou sensiblement verticale, jusqu'à la surface de la masse de métal liquide contenue dans le répartiteur et l'on a avantage à utiliser un brûleur mobile que l'on amène, au moment de la coulée, au voisinage du jet, et dont on dirige la flamme vers la surface de la masse liquide. On peut aussi prévoir de munir le répartiteur d'une hotte isolante dont les parois entourent la partie inférieure du jet, en plongeant partiellement dans la masse liquide, et d'amener le brûleur à l'entrée de cette hotte. Une telle hotte peut en plus servir à controler, l'évacuation d'un gaz inerte injecté annulairement le long du jet,en évitant sa diffusion trop rapide.Par ailleurs, si l'on n'utilise guère en pratique que des répartiteurs dont le fond comporte plusieurs buses de coulée en lingotière, les avantages essentiels de l'invention ne dépendent ni du nombre de buses, ni du nombre de jets admis au répartiteur, et ils se vérifieraient encore dans le cas d'un répartiteur à une seule buse, alimentant une lingotière unique. L'invention sera-maintenant plus complètement décrite dans l'une de ses formes d'exécution, nullement limitative, et elle sera illustrée, dans le courant de la description, par référence aux figures des dessins annexés dans lesquels - 1:a figure 1 représente schématiquement une installation de coulée continue de l'acier selon l'invention, où le répartiteur est schématisé en coupe selon la ligne I-I de la figure 2 ; et - la figure 2 représente une vue de-dessus schématique de l'installation de la figure 1, Sur la figure 1 on a schématisé une poche de coulée 1, d'où tombe un jet de métal en fusion 2. Un répartiteur 3 est disposé sous la poche 1 pour recevoir ce jet et répartir le métal vers plusieurs buses de coulée en lingotieres. Cependant, par souci de simplification, on a représenté l'une seule de ces buses sur les dessins, aussi bien sur la figure 1 que sur la figure 2. Le répartiteur est constitué par un bac de forme allongée, dont les parois sont munies d'un garnissage réfractaire 4. Le jety-estadmis dans la zone médiane, à la surface d'une massé d'acier liquide 5 qui reste contenue dans le répartiteur pendant tout le temps d'une opération de coulée continue. On voit en particulier sur la figure 1, que la buse 6 est montée à travers le fond 7 du répartiteur, que son extrémité inférieure est immergée dans une lingotière de coulée continue 8, sans fond, et qu'elle peut être obturée au moyen d'une quenouille 9. On voit par ailleurs que le jet 2 est enveloppé d'une couche d'un gaz inerte, que l'on injecte à l'état de gaz liquifié le long du jet, à partir d'un distributeur annulaire. Une hotte isolante 12 est disposée en travers du répartiteur, de manière à entourer la partie inférieure du jet 2, là où il pénètre dans la masse de métal liquide 5. Cette hotte est constituée par un ensemble de panneaux isolants assemblés. Deux panneaux 14 et 15 sont disposés verticalement, partiellement immergés dans la masse d'acier liquide 5 et ils s'étendent transversalement par rapport au répartiteur, de part et d'autre du jet 2, chacun de l'une à l'autre des parois longitudinales opposées du re- partiteur. Quatre autres panneaux 16 sont inclinés et assemblés pour former un tronc de pyramide qui surmonte les deux panneaux 14 et 15 ainsi que les parois du répartiteur entre ces deux panneaux. Conformément à l'invention, l'installation décrite comporte un brûleur 17 dont la flamme peut être amenée à l'entrée de la hotte 12 au voisinage du jet 2. A cet effet, le brûleur est monté sur un support mobile 18, lui même fixé sur un chariot 19 se déplaçant sur des rails 20, sous la commande d'un opérateur. Le déplacement de l'ensemble s 'effectue perpendiculairement à 1a longueur du répartiteur, commme on le voit sur la figure 2. C'est pour rendre la représentation plus claire, que par contre sur la figure 1, on montre le brûleur et son système de déplacement dans une disposition à 90 degrés de la disposition réelle par rapport au répartiteur figuré en coupe transversale. Le brûleur utilisé est du type oxycombustible, et l'on a schématiquement représenté sur la figure 1 les conduites d'alimentation en oxygène et en gaz naturel 21 et 22, ainsi que des conduites 23 qui véhiculent un liquide de refroidissement dans l'enveloppe annulaire du brûleur. Sa mobilité permet d'escamotter le brûleur durant les opérations de fermeture et d'ouverture de poches, dans une position de repos où il est à l'écart du répartiteur, pour éviter notamment sa détérioration tant que le jet d'acier n'est pas régulier. Mais il est ensuite amené aisément dans une position active, juste au-dessus de l'entrée supérieure de la hotte 16, et orienté de manière que la flamme soit dirrigée vers la surface de la masse 5, au voisinage de la zone où le jet 2 pénètre dans cette masse. L'alimentation du brûleur peut être réglée de manière à produire "ne flamme chimiquement neutre, ou de préférence réductrice, afin de ne pas nuire à la qualité du métal.En confinant l'atmosphère réductrice autour du jet, la hotte 12 qui entoure cette zone, permet d'augmenter la protection du métal coulé contre l'oxydation par l'air atmosphérique. Par ailleurs l'alimentation du brûleur peut être réglée de manière à adapter la puissance de chauffage à celle qui est souhaitable pour empêcher la solidification du métal et éviter ainsi la formation d'un "loup" progressant à partir des parois de la hotte et du répartiteur. Eventuellement la flamme peut être dirigée sélectivement vers une paroi où le "loup" aurait tendance à se former prérérentiellement. On peut aussi, lorsque ctest souhaitable, donner à la flamme une orientation tengentielle par rapport aux parois de la hotte, de manière à mieux répartir la chaleur à l'intérieur. En empêchant la formation du loup, l'emploi du brûleur permet d'augmenter considérablement la durée d'utilisation du répartiteur en coulée continue, et l'emploi combiné du brûleur et de la hotte, en conjonction avec une flamme réductrice et une protection par injection de gaz liquifié,permet d'améliorer la qualité du métal dans le répartiteur, ce aernier présentant une teneur en oxygène p3us faible qu'en l'absence de brûleur. REVENDICATIONS 1. Procédé de coulée d'un métal en fusion en continu suivant lequel on admet le métal en un jet (2) dans une masse dudit métal à l'état liquide, contenue dans un répartiteur (3) alimentant des buses (6) de coulée en lingotière, caractérisé en ce que l'on réchauffe le métal par la flamme d'un brûleur (17) dans la zone où le jet (2) pénètre dans ladite masse (5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dirige la flamme vers la surface de la masse de métal liquide. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce que l'on amène le brûleur (17) à l'entre d'une hotte isolante (12) dont les parois plongent partiellement dans ladite masse autour de la partie inférieure du jet, ce dernier tombant en direction sensiblement verticale dans le répartiteur. 4. Installation de coulée d'un métal en fusion, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un répartiteur (3) pour contenir une masse de métal à l'état liquide (5), recevoir un jet de métal (2) admis dans ladite masse, et alimenter des buses (6) de coulée en lingotière, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour réchauffer le métal par la flamme d'un brûleur (17) dans la zone où le jet pénètre dans ladite masse. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de déplacement du brûleur entre une position de repos où il est à l'écart du répartiteur (3) et une position active où il est amené à proximité de ladite zone. 6. Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le répartiteur (3) comporte une hotte isolante (12) dont les parois entourent la partie inférieure du jet et plongent partiellement dans la masse de métal liquide autour de ladite zone. 7. Installation selon la revendication 6 caractérisée en ce qulelle comporte des moyens(lî) d'injection d'un gaz inerte annulairement le long du jet.