Brevet FR2517997A1 — publié le 19830617

La présente invention se rapporte à un perfection- nement à une tuyère à immersion pour la coulée en ntinu utilisée dans le but d'empêcher l'oxydation de l'acier fondu pour le contrôle de l'écoulement d'acier fondu dans un moule et pour la prévention des éclaboussures et l'inclusion de scories quand on verse l'acier du creuset au moule. Une tuyère à immersion pour la coulée continue utilisée dans l'art antérieur était une tubulure en alumine- graphite ou en quartz fnndu pour obtenir une bonne qualité des plaques coulées ainsi que pour la régularité de surface de la coulée en continue de l'acier fondu. Cepéndant, quand on utilise la tuyère à immersion ci-dessus mentionnée, pour la coulée en continu tout en coulant de l'acier éteint à l'aluminium à faible teneur en carbone ayant une teneur en aluminium c Air l'acier estc supérieur à 0,02 %, les inclusions oxydées s'accumulent sur les parois internes de la tuyère à immersion pour la coulée en continu et des blocages fréquents se développent, et cela forme un obstacle à de grandes opérations de coulée continue. En ce qui concerne la prévention du blocage de la tuyère, on a effectué une étude des matériaux et du soufflage de gaz Mais il y a de nombreux cas o les trous d'épingle et autres exercent une influence négative sur la qualité de l'acier Dans le premier cas, on peut penser qu'il est géné- rarement efficace d'utiliser de la zirconia-graphite, mais du point de vue résistance au broyage, sa d 4 Xìffon est Jinée en dessous de la ligne de ménisque comme le montre la figurer. Cependant, dans ce cas, il y a également un point faible par le fait qu'il est facile d'avoir des pertes inhabituelles par fusion de produit abrasif du fait de l'écoulement de l'acier fondu à la limite du tube interne 5 d'une tuyère inférieure 3 en zirconia-graphite et d'une tuyère supérieure 2 en alumine-graphite du fait de la formation d'un composé de faible point de fusion de zirconia-alumine à partir du procédé de décarburation de l'acier fondu A l'examen d'une tuyère à immersion pour la coulée en continu après utilisation, on peut trouver que des par- ticules fines et minusculesd'd alumine, de minéraux de type aluminate de calcium et d'une matrice congelée forment de façon importante les matériaux de blocage de type ci-dessus. Les présentes inventeurs, par suite de recherches sur les structures de blocage, ont déterminé le procédé 1 de l'action de blocage à la façon qui suit: En effet, quand l'acier fondu qui s'écoule le long du tube, vers le bas, dans la tuyère d'immersion pour la coulée en continu, est refroidi brusquement, cela réduit la solubilité de l'oxygène dans l'acier et ainsi l'oxygène qui est présent à un état d'équilibre aux hautes températures est libéré et cet oxygène libéré réagit avec l'aluminium ou le calcium dans l'acier pour créer des cristaux d'alumi- nate de calcium ou de l'alumine Ils ont découvert que ces cristaux fins se congelaient et s'accumulaient sur la paroi interne de la tuyère pour conduire finalement au blocage de celle-ci Ilssont également découvert que le blocage se formait particulières nt facilement à partir de la ligne de ménisque vers le bas, et qu'une fermeture dans cette zone était la cause des problèmes de fonctionnement. Par suite de diverses études, les inventeurs offrent une tuyère à immersion pour la coulée en continu, ayant la capacité d'empêcher le blocage ci-dessus mentionné pendant la coulée en combinant la zirconia et le graphite, ayant la propriété spéciale de résister au dépôt de matériaux, dans le corps de la structure, d'un échelon formé sur la face interne de la tuyère à proximité du blocage d'une tuyère à immersion pour la coulée en continu Les caractéristiques principales de la présente invention sont les suivantes: 1) Une tuyère à immersion pour la coulée en continu ou le diamètre intérieur de la partie inférieure de la tuyère est plus grand que le diamètre intérieur de la partie supé- rieure avec un échelon de plus de 3 mm à la limite, l'angle d'inclinaison de l'échelon face à l'extrémité inférieure de la tuyère supérieure étant compris entre + et 60 degrés à partir d'une perpendiculaire à l'axe central de la tuyère, 2) Une tuyère à immersion pour la coulée en continu selon ce qui précède, ou la surface en-dessous de la face de l'échelon est faite en zirconia-graphite et les autres sections sont faites en alumine-graphite L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparai- tront plus clairement au cours de la description expli cative qui va suivre faite en référence au Lx dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une tuyère à immersion selon l'art antérieur pour la coulée en continu les figures 2 et 3 montrent des vues en coupe d'une tuyère à immersion pour la coulée en continu selon l'inven- tion; la figure 4 est une vue en coupe agrandie d'une partie de la figure 2. Une tuyère à immersion pour la culée en continu selon l'invention est illustrée sur la figure 2 ainsi que sur la vue en coupe de la figure 4 comme ayant un diamètre interne de tuyère inférieure 5 plus grand que le diamètre interne de la tuyère supérieure 2 avec une face d'échelon interne 4 (ci-après face d'échelon). La face d'échelon 4 dans la présente invention n'est pas limitée à la configuration représentée sur la figure 2, mais il est également possible que la face 4 ait un angle d'inclinaison(O)compirs entre + ou 60 degrés par rapport à une perpendiculaire à la ligne centrale de l'extrémité inférieure de la tuyère supérieure comme cela est montré par exemple à la configuration de la figure 3. Si l'angle d'inclinaison de la face d'échelon repré- sente moins de -60 degrés, il y a une forte tendance à ce que l'.acier fondu s'écoule de façon laminaire entre la tuyère supérieure et la tuyère inférieure avec le produit de la réaction entre la zirconia et l'alumine provoquant une dégradation des faces de paroi interne à proximité de la face d'échelon Il est de même préférable de ne pas avoir un angle de la face de l'échelon supérieur à + 60 degrés, parée que dans ce cas, il est facile à la partie avant de la face de l'échelon de s'éroder ou même de se rompre pendant 1 ' utili- sation Il faut que l'échelon (t) entre la tuyère supérieure et la tuyère inférieure ait 3 mm ou plus parce que si l'échelon a moins de 3 mm, les résultats ne sont pas satis- faisants. Dans la présente invention, il est possible de disposer la face d'échelon en toute position afin d'empêcher effica- cement le blocage, qui est particulièrement remarquable en dessous de la ligne de ménisque, et qui-amène des difficultés de production. Ainsi dans la présente invention, on offre une tuyère à immersion pour la coulée en continu qui comprend une tuyère qui a des propriétés fortement améliorées anti- corrosion et anti-blocage en prévoyant l'échelon à la limite entre la combinaison zirconia-graphite et 1 l'alumine-graphite dans la face de tuyère interne, qui diminue la force de l'écoulement d'acier fondu afin d'empêcher la perte par fusion abrasive qui se produit à partir de la réaction d'un agrégat en cette limite. R E V E N D I C AT I O N S 1. Tuyère à immersion pour la coulée en continu caractérisée en ce que le diamètre interne de la tuyère inférieure ( 3) est plus grand que le diamètre interne de la tuyère supérieure ( 2),un échelon( 4) à la limite entre les tuyères supérieure et inférieure ayant plus de 3 mm et ayant une face dont l'angle d'inclinaison est compris entre + ou degrés par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe central de l'extrémité inférieure de la tuyère supérieure. 2. Tuyère selon la revendication 1 caractériséeen ce que la partie endessous de la face d'échelon est constituée de zirconia-graphite et les autres sections sont constituées d ' alumine-graphite.