Brevet FR2515545A1 — publié le 19830506

La présente invention concerne une filière de coulée en continu de métaux, notamment des alliages de cuivre. Dans les installations de coulée en continu et, en particulier, de couléeen continu des alliages de cuivre, les filières sont constituées, en général, par des parties en graphite en contact avec des éléments de refroidissement Or, sous l'effet des contraintes thermiques, les parties en graphite se bombent et se déforment en s'écartant des éléments de refroi- dissement Cela réduit souvent de façon considérable l'échange thermique et, par suite, le refroidissement du ruban réalisé par coulée Or, comme la vitesse de fonctionnement d'une installa- tion de coulée en continu est directement liée au refroidissement, il est important que ce refroidissement soit aussi efficace que possible. La présente invention a pour but de créer-une. filière de coulée en continu permettant de refroidir efficacement le produit en cours de coulée pour accélérer le rendement de l'installation de coulée en continu - A cet effet, l'invention concerne une filière caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'alimentation en gaz conducteur, relié aux intervalles subsistant en cours de fonctionnement, d'une part, entre la partie de filière et l'élément de refroidissement et, d'autre part, entre la partie de filière et le ruban en cours de coulée. Grâce à cette filière permettant l'injection d'un gaz bon conducteur thermique, d'une part, entre la partie de filière et l'élément de refroidissement, d'autre part, entre cette partie de filière et le produit en cours de solidifi- cation, on améliore considérablement la conductibilité thermique au niveau des deux interfaces d'échange thermique Cela permet d'accélérer considérablement les échanges de chaleur et, par suite, la rapidité de la solidification du produit en cours de coulée. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une filière de coulée en continu, coupée selon la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 est une vue schématique partiellement coupée selon la ligne XI-Il de la figure 1 d'une filière de coulée en continu selon l'invention. Selon les figures 1, 2, la filière se compose des parties 1, 2 maintenues écartées par des éléments d'écartement 3, 4 de façon à former une filière qui, au repos, définit un canal de section rectangulaire. Sur le côté extérieur des parties de filière 1, 2 il est prévu chaque fois un élément de refroidissement 5, 6 qui est en contact avec les parties 1, 2 pour échanger de la chaleur par conduction. Or, pendant le fonctionnement de l'installation, sous l'effet des élévations de température, les parties de filière 1, 2 prennent la forme courbe représentée et laissent subsister par rapport aux parois planes des éléments de refroidissement 5, 6 des intervalles 7, 8. Le ruban de coulée 9 qui, avant refroidissement, lorsque la matière coulée est encore liquide, occupe toute la section délimitée par les parties de filière 1, 2, 3, 4 se déforme sous l'effet du rétreint ainsi que de la traction exercée pour le tirer de la filière; le produit prend alors une section dont l'épaisseur diminue vers le plan médian de la filière Il en résulte un produit final de section non rectan- gulaire, ce qui n'est pas souhaitable. La figure 2 montre la forme longitudinale du produit de coulée. Dans cette figure, on a représenté la partie liquide 9 ', la partie solide portant la référence 9. Le produit est extrait de la filière selon la flèche A. La filière est alimentée par un creuset 10 rempli de métal liquide. Selon l'invention, la filière comporte une alimen- tation en gaz conducteur thermique formée par une source de gaz très bon conducteur thermique il reliée par une conduite 12, 12 ' respectivement aux parties de filière 1, 2 et par une conduite 13, 13 ' à l'intervalle 7, 8 qui se forme entre les parties de filière 1, 2 et les éléments de refroidissement 5, 6 c'est-à-dire les intervalles 7, 8. A l'avant de la filière, il est prévu éventuellement un collecteur 14 qui récupère le gaz conducteur thermique pour le renvoyer à la source 11. La circulation éventuelle du gaz conducteur thermique est représentée par les flèches B. Le gaz conducteur injecté dans les parties de filière 1, 2 diffuse à travers ces filières et s'échappe soit dans les intervalles 7, 8 soit dans les intervalles 15, 16 qui subsistent entre la paroi de la filière et les parois correspondantes du produit 9 solidifié. A la sortie de la filière, il est prévu un collecteur 14 recueillant le gaz conducteur qui s'échappe des intervalles 7, 15, 8, 16 pour renvoyer ce gaz à la source 11. Deux modes de fonctionnement sont possibles Le premier mode de fonctionnement consiste à envoyer du gaz conducteur dans les intervalles 7, 15, 8, 16 sans faire circuler ce gaz (aux fuites près qui sont récupérées par le collecteur 14) Dans ces conditions, le gaz agit comme conduc- teur de chaleur favorisant l'échange par conductibilité dans les interfaces produit coulé 9/partie de filière 1/élément de refroidissement 5. Le gaz utilisé dans ce cas peut être un gaz tel que de l'hydrogène ou de l'hélium excellents conducteurs. Le second mode de fonctionnement consiste à faire circuler un gaz conducteur Dans ce cas, on utilise non seule- ment la conductibilité thermique du gaz favorisant l'échange au niveau des interfaces ci-dessus, mais également l'évacuation de la chaleur par circulation de ce gaz avec passage dans un échangeur non représenté, etc. De façon générale, les moyens de l'invention, tels que décrits ci-dessus, s'appliquent à toute forme de filière et quel que soit le nombre de parties qui la composent. REVENDICATIONS 1) Filière d'installation de coulée en continu de métaux et, notamment, des alliages de cuivre, filière composée de parties ( 1, 2, 3, 4) en graphite définissant la section du ruban de coulée, ces parties de filière étant entourées par des éléments de refroidissement ( 5, 6) appliqués au moins contre les surfaces principales de la filière, filière caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'alimentation en gaz conducteur ( 11), relié ( 12, 13, 12 ', 13 ') aux intervalles ( 7, 15, 8, 16) subsistant en cours de fonctionnement, d'une part entre la partie de filière ( 1, 2) et l'élément de refroi- dissement ( 5, 6) et, d'autre part, entre la partie de filière ( 1, 2) et le ruban ( 9) en cours de coulée. 2) Filière selon la revendication 1, ca Iactérisée en ce que le gaz conducteur thermique est un gaz et l'injection dans les intervalles se fait au moins partiellement à travers les parties ( 1, 2) de la filière. 3) Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un collecteur ( 14) en sortie de filière, pour récupérer le gaz conducteur thermique. 4) Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le gaz conducteur thermique est choisi dans le groupe formé par les gaz tels que l'hydrogène ou l'hélium.