Brevet FR2522551A1 — publié le 19830909

Procédé et dispositif d'alimentation et de régulation de la couche de poudre de lubrification dans une lingo- tière de coulée continue. L'invention concerne la coulée continue des métaux et en particulier de l'acier. Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'alimentation et de régulation pour le dép 8 t, sur la surface du ménisque de métal d'une lingotière de coulée continue, d'une couche uniformément répartie d'épaisseur prédéterminée d'une matière poudreuse ou granulée, ce procédé étant du type selon lequel on alimente par gravité la surface du ménisque en ladite matière au moyen d'un conduit d'alimentation dont la sec- tion terminale est pourvue d'un orifice de décharge situé au-dessus de la surface du ménisque. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pendant la coulée continue, le ménisque d'acier dans la lingotiire est recouvert en permanence d'une couche de matière poudreuse ou granulée, désignée ci- après par poudre La poudre a pour fonctions l'isola- tion thermique du bain, d'éviter la réoxydation du métal, l'absorption des inclusions flottantes et enfin la lubri- fication des parois de la lingotière La poudre est li- quéfiée en scorie à son contact avec le métal liquide et les parois de la lingotière s'enduisent de scorie lors du mouvement d'oscillation vers le haut de la lingotière. Chaque mouvement d'oscillation se traduit donc par une diminution de la quantité de scorie sur le ménisque de métal et,partant,de la hauteur de couche de la poudre. L'apport de poudre pour compenser sa consommation varie en fonction des caractéristiques de la poudre, de celles de la machine de coulée, des conditions de marche de cette dernière ainsi que des caractéristiques du métal coulé. L'optimisation des quatre fonctions de la poudre est dans la pratique obtenue en maintenant constante l'épaisseur de la couche au-dessus du ménisque de métal La régulation de cette hauteur de couche peut être assurée manuellement ou automatiquement Une méthode automatique permet d'as- surer une meilleure sécurité d'exploitation, une améliora- tion des conditions de travail, une qualité accrue des nro- duits coulés et unediminution des frais de personnel. On connaît des installations automatiques de distribution de poudre et de régulation de son épaisseur de couche dans lesquelles l'alimentation en poudre pour compenser la consommation est déclenchée par la détection de l'absence de poudre ou la diminution de l'épaisseur de la couche On utilise pour ce faire des capteurs et des équipements électriques et électroniques associés qui traitent les signaux des capteurs et commandent, en dif- féré, des dispositifs de dosage et d'alimentation mécanisés pour rétablir l'épaisseur de consigne de la poudre Des installations automa Liques de ce genrue Présesiten L 1 'incon- vénient de ne pas maintenir constante l'épaisseur de couche de poudre Les compensations dosées et par saccades conduisent en effet à des surconsommations ou insuffisances répétées de poudre Leur fiabilité est aléatoire du fait de la multiplication des risques de défaillance des mat 6- riels relativement sophistiqués qui doivent être utilisées. Un autre inconvénient est leur prix élevé d'achat et d'exploitation. Pour éviter les inconvénients des procédés et dispositifs de l'état de l'art, l'invention a pour but un procédé et des dispositifs de régulation et d'alimentation permettant de suivre de façon instantanée et continue la consommation de poudre tout en assurant une épaisseur de couche de poudre constante, par la mise en oeuvre de dispo- sitifs simples et peu coûteux à l'achat et à l'exploitation- Ce but est atteint selon le procédé de l'inven- tion par le fait que: a) on positionne l'orifice de décharge de la section terminale du conduit d'alimentation au-dessus de la surface du ménisque, à une hauteur égale ou légère- ment supérieure à l'épaisseur prédétermince ou de consi- gne de la couche de poudre; b) on maintient ouvert en permanence ledit orifice de décharge; c) on alimente en permanence en poudre ladite section terminale du conduit d'alimentation. Le dispositif de l'invention permet la mise en oeuvre du procéd é cidessus du fait que a) l'orifice de décharge est situé au-dessus de la surfaée du ménisque, à une hauteur égale ou légère- ment supérieure à l'épaisseur prédéterminée; b) l'orifice de décharge est ouvert en permanence; c) le dispositif comprend des moyens d'alimen- tation permanente de la section terminale du conduit d'alimentation. Les caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et en référence à la Figure 1 représentant de façon schématique une vue en coupe transversale d'une lingotière de coulée continue pourvue du dispositif de mise en oeuvre de l'in- vention; figure 2 représentant, en agrandissement, une portion de la figure 1, montrant le monticule créé par la chute de la poudre et l'arrêt de l'apport de poudre lorsque le sommet du monticule atteint le niveau de l'ori- fire de rempil I i ssaet. Dans l'invention, l'apport de poudre ou de granulés pour compenser la consommation et pour maintenir constante l'épaisseur de la c o u c li e de poudre est déclenché directement par la tendance à s'affaisser du niveau supérieur de la couche de poudre au voisinage immédiat de l'orifice du conduit d'alimentation final en poudre, ledit conduit se trouvant alimenté en permanence L'arrêt de l'alimentatio-n se fait lorsque le niveau supérieur de la couche de poudre atteint le niveau de l'orifice de décharge. La mise en oeuvre du procédé de l'invention se fait en positionnant l'orifice de décharge i de la sec- tion terminale 2 a du conduit d'alimentation 2 au-dessus du niveau 3 du ménisque de métal (ledit niveau 3 étant utili- sé comme référence parce qu'il est maintenu aussi constant que possible pour la bonne marche de la coulée continue) à un niveau 4 égal ou ltgrement supérieur h l'épaisseur prédéterminée ou de consigne e ou niveau ê' de la coulie 5 de poudre solide 5 a et liquéfiée 5 b L'orifice 1 est placé de pré- férence à égale distance des parois longitudinales 6 de la lingotière de coulée continue et à une distance convena- blement choisie des parois transversales non représentées. L'évacuation en 7 de la poudre liquéfiée 5 b, désignée ci- après par scorie, par graissage des parois 6 de la lin- gotière, provoque un déplacement de la couche de scorie vers les parois de la lingotière, dans le sens des flèches. Les turbulences de métal provoquées par la ou les busettes de coulée, non représentées, induisent également ce dépla- cement de scorie dans le sens indiqué. En s'écoulant dans le sens indiqué, la scorie entraîne la partie supérieure de la couche de poudre non encore liquéfiée Ce déplacement de poudre ainsi que la liquéfaction continue de la poudre au fur et à mesure de la consommation de sa partie déjà liquéfiée abaissent le niveau supérieur de la couche de poudre sous l'orifice 1, dégageant ainsi un espace sous l'orifice 1 Selon l'inven- tion, l'espace ainsi dégagé est instantanément comblé par la chute, par gravité, d'une quantité de poudre qui forme un monticule 8 qui arrête la chute de poudre lorsque le sommet du monticule atteint l'orifice 1 Ce monticule, en s'étalant progressivement, dégage à nouveau un espace sous l'orifice 1 Cet espace provoque une nouvelle chute de poudre qui s'étale à nouveau sous forme de monticule. Théoriquement, l'apport de poudre se ferait d'une manière continue en l'absence de frottements et le niveau 4 (fig 2) de l'orifice 1 serait confondu avec le niveau 4 ' de la surface de la couche de poudre 5, et il n'y aurait donc pas de monticule à proprement parler. Dans la réalité, le niveau 4 de l'orifice 1 est surélevé par rapport au niveau 4 ' d'une valeur à Cette valeur à, très faible, formant la hauteur du monticule 8 est variable selon les caractéristiques d'écoulement des poudres utilisées. Le conduit final 2 est raccordé à une trémie non représentée Cette trémie, placée au-dessus du plan- cher de coulée, alimente par gravité le conduit 2 en poudre 9 Dans le cas o l'encombrement du plancher de coulée autour de la lingotière ne permet pas de placer la trémie d'alimentation à proximité de la lingotière et o le conduit 2 est incliné de façqn telle que l'écoulement de la poudre 9 dans ce conduit 2 ne peut pas se faire régulièrement par gravité à partir de la trémie, on peut, sans s'écarter de l'invention, l'alimenter par des moyens mécaniques ou pneumatiques de transport,de façon telle que la section terminale 2 a du conduit 2, juste en amont de l'orifice 1, soit en permanence alimentée en poudre pour que la chute par gravité dela quantité de poudre néces- saire puisse se faire. Le procédé de l'invention n'est pas limité à un seul orifice 1 On pourra en effet installer autant d'orifices 1 qu'il sera nécessaire pour couvrir de façon appropriée toute la surface du ménisque d'acier de l'é- paisseur de poudre souhaitée On pourra par exemple pré- voir un seul orifice 1 pour une lingotière à bloom ou billette et par exemple deux orifices 1 pour une lingo- tière à brame Dans ce dernier cas, on placera avanta- geusement les orifices 1 à proximité et de part et d'autre de la busette de coulée, le déversement de la poudre se faisant avantageusement dans le plan longitudinal de la lingotière. REVENDICATIONS I Procédé d'alimentation et de régulation pour le dép 8 t, sur la surface ( 3) du ménisque de métal d'une lingotière de coulée continue, d'une couche ( 5) unifor- mément répartie d'épaisseur prédéterminée ou de consi- gne d'une matière poudreuse ou granulée au moyen d'un conduit d'alimentation ( 2) dont la section terrminale ( 2 a) est pourvue d'un orifice de décharge ( 1) situé au-dessus de la surface ( 3) du ménisque, carac Lérise; l cv qt lingotière de coulée continue d'une couche ( 5) uniformé- ment répartie d'épaisseur de consigne (e) d'une matière poudreuse ou granulée, comprenant un conduit d'alimen- tation ( 2) dont la section terminale ( 2 a) est pourvue d'un orifice de décharge ( 1) situé au-dessus de la surface ( 3) du ménisque, carac Ltrise en cv que a) l'orifice de décharge ( 1) est situé au- dessus de la surface ( 3) du ménisque à une hauteur égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur de consigne (e); b) l'orifice de décharge ( 1) est ouvert en permanence; c) le dispositif comprend des moyens d'alimen- tation permanente de la section terminale ( 2 a) du con- duit d'alimentation ( 2); 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de décharge ( 1) est situé à égale distance des parois longitudinales ( 6) de la lingotière. 4 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens d'ali- mentation permanente comprennent une trémie alimentant par gravité le conduit d'alimentation ( 2). Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens d'ali- mentation permanente comprennent une trémie et des moyens mécaniques ou pneumatiques de transport. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs orifices de décharge ( 1). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les orifices de décharge ( 1) sont répartis à proximité et longitudinalement de part et d'autre de la busette de coulée qui alimente en métal la lingotiîre.