Brevet FR2517574A1 — publié le 19830610

L'invention concerne une busette de coulée immergée en matière réfractaire perméable aux gaz, pour la coulée de l'acier dans les installations de coulée continue. Les busettes de cculée immergées sont utilisées pour transférer une masse en fusion, soit d'une poche de coulée à un distributeur, soit d'un distributeur à une lingotière d'installation de coulée continue Les ma- tieres reéfractaires pouvant être envisagées pour ces busettes sont habituellement permeables aux gaz Lors du transfert du metal fondu au moyen de ces busettes de coulée immergées on peut remarquer que, en particulier dans le cas de l'acier calmé, il se produit uil dépôt de prodiits de désoxyd-ation sur les parois des buset- tes Ces dépôts conduisent à une diminution de perfor- mance de coul e et à une nétérioration de la qualité de 1 ' acier. L'invention a pour but de creei une busette de coulle immergée en matière réfractaire perméable aux gaz qui évite avec sécurité les cep O ts de produits de désoxydation dans le canal de coulée ainsi que sur la paroi extérieure qui est plongée dans l'acier Suivant l'invention, ce problème est résolu par les caracte- ristiques suivantes: I 1 est prévu des canaux qui:_' étendent h l'intérieur de la paroi de la busette de coulée, de la région d'entrée de la masse fondue ju Squ' la région de sortie, qui sont disposés selon une couronne centrée sur l'axe longitudinal et qui sont reliés entre eux par un canal annulaire et il est prévu un canal d'arrivée de gaz inerte qui relie le réseau de canaux à l'extérieur en traversant la paroi de la busette. Le canal d'arrivee se raccorde au canal annulaire. La busette de coulée immergée est munie, sur le côté d'entrée du métal fondu, d'une garniture en matière réfractaire de plus haute résistance à l'usure et cette garniture forme une partie de la surface de paroi du canal annulaire. La busette peut être composée de deux tubes disposés concentriquement et les canaux sont formés par des évidements ménages dans au moins l'une des surfaces adjacentes des deux tubes Dans la région de sortie de la busette de coulée immergée, les canaux se prolongent jusqu'à une distance de la surface radiale qui cor- respond à la moitié de l'épaisseur de la paroi que la busette présente à son extrémité de sortie. Avec cette configuration, on évite qu'il ne se produise des dépôts de produits de désoxydation dans le canal de coulée ainsi que sur la paroi extérieure plongée dans l'acier. Pour améliorer et uniformiser la sortie de gaz, en particulier du côté de la surface interne de la paroi de la busette de coulée immergée, il est proposé que l'épaisseur de paroi subsistant entre deux canaux voisins soit inférieure au double de l'épaisseur de paroi subsistant entre un canal et la surface de paroi interne de la busette. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de paroi subsistant entre deux canaux voisins est égale à l'épaisseur de paroi subsistant entre le canal et la surface de paroi interne de la busette. Lors de la coulée continue de l'acier dans les formats du type des billettes, l'utilisation de busettes de coulée immergées donne lieu à des difficultés lorsqu'on a à couler de très petits formats. Les petits fxrmats sont coulés avec lubrification à l'huile, c'est-à-dire sans poudre de coulée et sans re- couvrement de laitier L'écoulement de l'acier fondu du distributeur se produit à travers des buses et celles- ci tendent à se boucher, en particulier également en raison du fait que la surface est relativement grande, comparativement à la section Il n'est pas possible de couler des aciers fondus calmés par l'aluminium parce que le colmatage se produirait alors en un temps très court Les aciers fondus doivent être calmés par le silicium ou le manganèse. L'avantage de la lubrification à l'huile réside dans le fait que l'on peut se dispenser de busettes de coulée immergées de la technique antérieure qui, du fait que les dépôts se produisant pendant le temps de coulée doivent être pris en considération pour le choix des dimensions, serait de trop fortes dimensions pour les petits formats Dans le cas de busettes de coulée immergées de très petites dimensions, il peut finale- ment se poser également des problèmes en raison du fait que, lors de l'amorçage de la coulée, l'acier-se soli- difie en raison des petites sections Grâce à la constitution des busettes de coulée immergées qui est définie par les caractéristiques précitées, c'est-à- dire grâce à la création d'une busette de coulée immergée à éjection de gaz, on évite fiablement les dépôts, même dans le cas des aciers calmés par l'aluminium et, de ce fait, on peut utiliser les busettes de coulée immergées, même dans le cas de formats de billettes relativement petits, inférieurs ou égaux à 130 mm. Ceci apporte à son tour la possibilité de se dispenser de la lubrification par l'huile et d'utiliser au con- traire la poudre de coulée, de sorte que la qualité de surface est considérablement améliorée. L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple à propos de trois formes de réalisation possibles et en regard des dessins annexés, sur lesquels, la Fig 1 montre l'agencement d'une busette de coulée immergée dans une installation de coulée continue; la Fig 2 est une coupe longitudinale d'une busette de coulée immergée qui peut être montée par bride contre une poche à coulée par le fond la Fig 3 est une coupe longitudinale d'une busette de coulée immergée qui peut être emmanchée dans la brique percée d'une poche de coulée la Fig 4 est une coupe de la busette de coulée im- mergée présentant les caractéristiques définies dans les renvendications 6 et 7. Sur la Fig 1, on a représenté schématiquement une installation de coulée continue comportant une poche de coulée 1, une busette de coulée immergée 3 qui est engagée dans unelingotière 2, ainsi que le lingot continu-4 et les rouleaux de guidage La busette de coulée immergée 3 se prolonge jusqu'au-dessous du niveau de la surface libre 6 du lingot continu 4. La Fig 2 montre une busette de coulée immergée 3 suivant l'invention Cette busette est composée d'une matière réfractaire perméable aux gaz Des canaux 7 sont ménagés dans la paroi de la busette 3, en une couronne centrée sur l'axe longitudinal 8 et ces canaux s'étendent de la région d'entrée du bain fondu jusqu'à la région de sortie Les canaux 7 sont reliés entre eux par un canal annulaire 9, dont une surface de paroi est formée par une garniture annuai réfractaire 5 Du canal 9, paitune conduite 10, menant à l'extérieur et destinée à être raccordée à une source de gaz inerte. La busette 3 est fixée par sa bride à une poche de coulée munie d'une ouverture de coulée dans le fond. Sur la Fig 3 les éléments correspondants sont dési- gnés par les mêmes numéros de réf-rence La busette de coulée immergée qui est représentée ici peut être engagée dans la brique percée d'une poche de coulée. Elle est par ailleurs munie dans la région de coulée d'une garniture 5, faite d'une matière réfractaire résistante à l'usure, cans la face inférieure de la- quelle est creusé un canal annulaire 9 L'arrivée du gaz au réseau de canaux 7, 9 s'effectue ici également par l'intermédiaire de la conduite 10 laquelle débou- che toutefois dans l' un des canaux 7. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, il est possible de fabriquer la busette de coulée immergée a p-rtir de deux tubes disposes concentri- quement Ici, les canaux sont formés par des évidements ménagés dans au moins i'une des surfaces adjacentes des deux tubes. Dans les busettes de coulée immergées essentiellement monoblocs, les canaux peuvent être formes par des noyaux dont la matière doit être de nature à pouvoir être éliminée, soit par fusion, soit par combustion, au moment du frittage des busettes Sur le côté de sortie de la busette 3, les canaux s'étendent jusqu'à une distance de la surface radiale qui correspond à peu près à la moitié de l'épaisseur que la paroi de la busette présente à l'extrémité de sortie. Par ailleurs, il peut être très avantageux de munir la busette, dans une région qui s'étend du bord inférieur du distributeur 1 jusqu'à la surface libre 6 de l'acier du lingot continu 4 (comme on le voit sur la Fig 1), d'une couche d'une matière qui empêche le gaz de s'échapper à l'extérieur dans cette région. La busette de coulée immergée suivant l'invention présente l'avantage consistant en ce qu'il ne se produit pas de dépôt de produits de désoxydation à l'intérieur ni de dépôt à l'extérieur de la busette, dans le lingot continu produit Il est connu que, dans le cas des busettes de coulée immergées habituelles, il peut se produire des dépôts sur la paroi extérieure dans une mesure capable de porter préjudice à la forma- tion de la croûte solidifiée du lingot continu à l'in- térieur de la lingotière Cet inconvénient est évité avec sécurité Par ailleurs, dans les cas o la surface libre du bain coulé est recouverte d'un laitier de coulée, la sortie continue de gaz pendant la coulée évite que le laitier de coulée n'attaque la busette. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig 4. la busette présente une ouverture continue dans la direction longitudinale et la surface interne de la busette est désignée par 11 Des canaux 7 sont ménagés dans la paroi de la busette en une couronne centrée sur l'axe longitudinal. Dans cet exemple de réalisation, l'épaisseur de paroi y entre deux canaux 7 voisins est à peu près égale à l'épaisseur de paroix mesurée entre un canal 7 et la surface de paroi interne 11 de la busette 3. R E V E N D I C A T I O N S 1 Busette de coulée immergée en matière réfractaire perméable aux gaz, destinée à la coulée de l'acier, en particulier de l'acier calmé par l'aluminium caracté- risée par des canaux ( 7) qui s'étendent de la région d'entrée de l'acier fondu jusqu'à la région de sortie à l'intérieur de la paroi de la busette ( 3), sont dispo- sés selon une couronne centrée sur l'axe longitudinal ( 8), et sont reliés entre eux par un canal annulaire ( 9), et par un canal d'arrivée ( 10) du gaz inerte qui relie le réseau de canaux ( 7, 9) à l'extérieur en traversant la paroi de la busette. 2 Busette de coulée immergée suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le canal d'arrivée ( 10) se raccorde au canal annulaire ( 9). 3 Busette de coulée immergée suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle est munie, sur son côté d'entrée du bain fondu, d'une garniture ( 5) en matière réfractaire de plus haute résistance à l'usure et en ce que cette garniture ( 5) forme une partie de la surface de paroi du canal annulaire ( 9). 4 Busette de coulée immergée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle est composée de deux tubes disposés concentriquement et en ce que les canaux ( 7) sont formés par des évide- ments ménagés dans au moins l'une des surfaces adja- centes des deux tubes. Busette de coulée immergée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans la région de sortie de la busette ( 3) les canaux ( 7) se prolongent jusqu'à une distance de la surface radiale qui correspond àlamoitié de l'épaisseur de paroi que la busette présente à son extrémité de sortie. 6 Busette de coulée immergée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi (y) subsistant entre deux canaux ( 7) voisins est inférieure au double de l'épaisseur de paroi (x) subsistant entre un canal ( 7) et la surface de paroi interne ( 11) de la busette ( 3). 7 Busette de coulée immergée suivant la revendica- tion 6,caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi (y) subsistant entre deux canaux ( 7) voisins est égale à l'épaisseur de paroi (x) subsistant entre un canal ( 7) et la surface de paroi interne ( 11) de la busette ( 3). 8 Application d'une busette de coulée immergée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour la coulée de masses fondues d'acier calmé par l'alu- miniumpossédant une teneur en aluminium supérieure à 0.010 % dans des formats inférieurs ou égaux à 130 mm, sous une couche de poudre de coulée dans des lingo- tières de coulée continue.