Brevet FR2529540A1 — publié le 19840106

Busette adaptée aux dispositifs de coulée d'aciers calmés à l'aluminium et utilisation de celle-ci. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux dispositifs de coulée d'aciers calmés à l'aluminium; elle concerne plus particulièrement un perfectionnement apporté aux busettes des poches ou autres récipients de coulée, tout particulièrement en relation avec la coulée continue de ce type d'acier. Jusqu'à présent, on a toujours rencontré des difficultés dans-la coulée d'aciers calmés à l'alumi- nium, difficultés qui deviennent de plus en plus impor- tantes dans la coulée continue étant donné que de l'alumine se dépose dans les conduits de coulée en les obstruant complètement en quelques minutes. Afin de mieux comprendre la gravité de cette situation, il est nécessaire de faire une brève description de la situation dans les procédés et installations de coulée continue, o le problème est ressenti au plus haut point. L'acier liquide est introduit dans une poche de coulée, o il est soumis à différents traitements, y compris le calmage La poche de coulée est ensuite transportée vers une installation de coulée continue comportant une ou plusieurs machines de coulée On fait passer l'acier de la poche de coulée, à travers une busette, dans un autre récipient, appelé panier de coulée, qui est destiné à distribuer l'acier aux différentes-machines de coulée à travers de nombreux orifices percés dans le fond de celui-ci Des busettes en matière réfractaire très résistantes sont introduites dans ces percées L'une des fonctions à assurer par les busettes consiste à assurer un écoulement régulier d'acier liquide vers les machines de coulée qui ont une vitesse de coulée spécifique De ce fait, il est évident que la section de passage desdites busettes doit rester aussi constante que possible pendant toute la durée de la coulée Il est également évident que des dommages seront causés si les busettes sont obturées, étant donné que dans ce cas l'acier reste dans la poche de coulée ou dans le panier de coulée et doit être évacué par d'autres moyens, sans quoi il se solidifie et doit être jeté aux mitrailles. Les pratiques adoptées jusqu'à présent en vue d'éviter ces difficultés consistent à construire des busettes qui ont une forme appropriée et à travers lesquelles on fait circuler de l'argon ou à ajouter de la chaux à l'acier liquide pour empêcher les obstructions ou encore à prévoir d'autres moyens qui assurent la poursuite de la coulée uniquement en élimiant l'obstruction soit par des moyens mécaniques, soit par injection d'oxygène. Ces mesures ne sont cependant pas entièrement satisfaisantes, étant donné qu'elles n'assurent souvent pas entièrement les fonctions auxquelles elles sont destinées Comme déjà mentionné, les difficultés sont particulièrement marquées dans la coulée continue, ainsi on se référera dans la suite à cette technique, étant cependant bien entendu que la présente invention s'applique également à d'autres techniques de coulée. Le but de la présente invention vise à pallier ces difficultés de manière simple et économique; en fournissant une busette en une matière connue en soi mais qui n'a jamais été utilisée à cet effet. Suivant la présente invention, le but est atteint par une busette adaptée à une poche de coulée, un panier de coulée ou tout autre récipient de coulée, caractérisée en ce qu'elle consiste en un mélange fritté à base d'oxyde de calcium. L'oxyde-de calcium est une excellente matière réfractaire, mais est soumis à un inconvénient qui réside dans son extrême sensibilité à l'humidité qui conduit à la formation d'hydroxyde de calcium Cette transformation porte préjudice aux bonnes propriétés physiques de la matière réfractaire Pour cette raison, il est connu de traiter l'oxyde de calcium avec d'autres oxydes métalliques du genre R Oy, tels que Fe 203, Ai 203, Ti O 2,, et/ou avec des phases salines, telles que Ca C 12, Na Cl, qui tendent à inhiber l'hydratation. La matière calcaire ou la chaux éteinte mélangée à ces additifs est soumise à pelletisation et est ensuite calcinée à une température comprise entre 800 et 1600 OC; le clinker ainsi obtenu est alors traité avec d'autres oxydes du type susmentionné et avec des liants de divers types, tels que particulièrement la poix, des cires de paraffine, des résines etc Le produit désiré est obtenu en effectuant un moulage de ce mélange à des pressions comprises entre 50 et 150 M Pa suivi d'une cuisson à haute température. Après refroidissement, le corps est imprégné sous vide avec de la poix fondue et est cokéfié sous une atmosphère réductrice Les produits obtenus de cette manière présentent une bonne résistance à la chaleur et à l'hydratation. Dans le domaine de la sidérurgie, les matériaux à base d'oxyde de calcium de ce genre sont utilisés principalement pour la fabrication de revêtements des parois et de la sole des fours électriques et de poches de coulée; ils n'ont cependant jamais été utilisés pour la fabrication de busettes Les raisons peuvent en être: l'existence d'autres réfractaires plus résistants mécaniquement qui ne présentent pas l'inconvénient de l'hydratation, tels que des matières à haute teneur en alumine ou des matières à base de silicate de zirconium, de mullite ou de silicates d'aluminium etc; le problème relativement récent posé par les coulée continues d'aciers calmés à l'aluminium; le fait que l'aluminium forme, avec le calcium, des composés d'aluminate qui ont soit un point de fusion élevé si la teneur en aluminium est élevée, provoquant ainsi encore l'obstruction, soit un point de fusion peu élevé, si la teneur en aluminium est faible, pouvant alors provoqué l'érosion du conduit de coulée. De manière surprenante, l'utilisation de busettes à base d'oxyde de calcium, dans la coulée continue d'aciers calmés à l'aluminium, a donné d'excellents résultats, en permettant sans difficulté une coulée d'une durée au moins 4 à 8 fois supérieure à celle qui est possible avec des busettes en une autre matière. Des essais sur une installation pilote ont montré que l'on peut effectuer des coulées de 40 à 45 minutes avec des busettes suivant l'invention, sans aucune obturation, tandis que les busettes classiques s'obstruent après 5 à 10 minutes Il faut encore noter que la durée de coulée de 40 à 45 minutes était uniquement limitée par la capacité du four de fusion de l'installation pilote. A partir de ces résultats, on peut supposer de manière raisonnable que, dans des conditions d'exploi- tation industrielle,on peut également atteindre de telles durées et même plus. En ce qui concerne la résistance physique des busettes en oxyde de calcium suivant la présente invention, on a constaté aucun inconvénient dû à l'hydratation Il est évident que, comme le matériau s'hydrate facilement, celui-ci doit être protégé pendant le transport et le stockage en étant enfermé dans des conteneurs étanches à l'air Cependant, grâce - aux traitements protecteurs décrits ci-dessous, on n'a rencontré aucune difficulté pendant l'utilisation. L'autre cause possible de la dégradation physique, à savoir l'érosion du conduit due à la formation de composés à bas point de fusion avec l'aluminium, n'a pas affecté négativement les opérations de coulée; en effet, on n'a pas constaté d'accroissement sensible de la section de passage des busettes utilisées pour les essais. A titre d'exemple, on donne ci-dessous plusieurs indications concernant les opérations effectuées pour la fabrication de busettes de coulée selon la présente invention. On mélange une quantité d'hydroxyde de calcium comprise entre 90 et 99 % du poids total des solides avec au moins un composé choisi parmi les oxydes métalliques Fe 203 A 203 et Ti O 2 et les chlorures de Ca C 11 Na Cl et Li Cl, en des quantités comprises entre, 1 et 10 % Le mélange est traité avec suffisamment d'eau pour permettre la production de pellets qui sont d'abord séchés à une température comprise entre 100 et *C et ensuite cuits à une température de 800 à 16000 C. Les additifs, à savoir-les oxydes et/ou les chlorures, et les températures élevées de cuisson sont destinés à favoriser la croissance des grains de Ca O, en vue de rendre plus dense la structure du produit, ce qui le rend plus résistant à l'hydratation Les pellets ainsi obtenus sont broyés et passés au tamis. La matière tamisée est de nouveau traitée par mélange avec 3 à 20 % en poids d'au moins un composé choisi parmi les oxydes métalliques Fe 203 A 1203 Ti O 2, Zr O 2, Cr 20 et Mo O 3 et les chlorures Ca C 11 Na Cl et Li Cl, et avec des liants organiques et des supports tels que de l'huile, de la paraffine, de l'huile minérale, des alcools inférieurs et des résines, en des quantités allant de 1 à 5 %. Le mélange est ensuite comprimé dans des moules à une pression de 50 à 150 M Pa et cuit à une température comprise entre 1500 et 18000 C Les corps ainsi obtenus sont imprégnés de poix fondue sous vide et cokéfiés à environ 7000 C sous une atmosphère réduc- trice Le produit résiste fortement à l'hydratation et convient parfaitement bien pour l'utilisation en tant que busette pour la coulée continue d'aciers calmés à l'aluminium, comme mentionné ci-dessus. Même le passage d'acier à haute température et à une vitesse élevée à travers les conduits de l'invention ne cause aucun problème important en ce qui concerne l'usure. Revendications 1 Busette caractérisée en ce qu'elle consiste en un mélange fritté à base d'oxyde de calcium. 2 Busette suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle consiste en des pellets obtenus en mélangeant de 90 à 99 % de Ca(OH)2 avec au moins un composé choisi parmi les oxydes métalliques Fe 203, A 1203 et Ti O 2 et les chlorures Ca C 12, Na Cl et Li Cl, en des quantités comprises entre 1 et 10 %, ce mélange étant soumis à pelletisation, séché à une température comprise entre 100 et 150 C et cuit à une température comprise entre 800 et 1600 C, broyé et tamisé, le matériau tamisé étant ensuite mélangé avec au moins un composé choisi parmi les oxydes métalliques Fe 203, A 1203, Ti O 2, Zr O 2, Cr 203 et Mo O 3 et les chlorures 1 S Ca C 12, Na CI et Li C 1, en des quantités comprises entre 3 et 20 % en poids, ainsi qu'avec des liants organi- ques et des supports tels que l'huile, la paraffine, l'huile minérale, les alcools inférieurs et des résines, en des quantités allant de 1 à 5 %, le produit ainsi obtenu étant comprimé à une pression comprise entre 50 et 150 M Pa et cuit à une température de 1500 à 18000 C, le corps obtenu étant imprégné sous vide de poix fondue et cokéfié à environ 7000 C sous atmosphère réductrice. 3 Utilisation de la busette suivant les revendi- cations précédentes dans des poches de coulée, des paniers de coulée ou d'autres récipients de coulée destinés à la coulée continue d'aciers calmés à l'alu- minium.