Brevet FR2541148A1 — publié le 19840824

" Procédé et dispositif pour couler des métaux en coulées continues horizontales " L'invention concerne un procédé et un dispositif pour couler en coulées continues horizontales, des métaux, notamment de l'acier. De tels procédés ou dispositifs de coulées avec des tiges de démarrage sont utilisés pour constituer une liaison résistant à la traction entre une machine d'ex- traction et le cordon de coulée au début d'une coulée, basée sur ce que l'on aptelle un Procédé de coulée semi- continue Cela signifie nue Dour chaque coulée successive, le processus de démarrage doit se renouveler en mettant en oeuvre le dispositif. L'état de la technique est un procédé et un dis- positif pour démarrer un cordon de coulée en coulée con- tinue horizontale, au moyen d'une tige de démarrage, procédé dans lequel la buse d'alimentation entre le réservoir de coulée et la coquille, est fermée mar mise en place d'un bouchon fusible, puis le métal fondu est coulé dans le réservoir et ensuite, la fusion du bouchon est retardée jusau'à ce que les Particules de scories soient remontées dans le métal fondu et aient quitté la zone de la buse d'alimentation On doit ainsi résoudre le problème d'éviter des altérations de la peau de coulée du cordon par des Particules de scories ou bien par des particules réfractaires, pendant le processus de démar- rage. Le procédé connu répond certes à l'exigence de déshvdrater et de sécher complètement les surfaces inter- nes du réservoir et de la coquille de coulée continue horizontale Il s'est toutefois avéré que le refroidisse- ment du métal liauide coulant autour de la tête de démar- rage du cordon peut encore être accéléré et qu'il est nécessaire de créer une liaison plus énergique avec-la tête de démarrage du cordon du métal fondu se solidifiant. L'invention a en conséquence pour but de créer un procédé et le dispositif correspondant nour obtenir un meilleur refroidissement et constituer simultanément la liaison nécessaire entre la tête de démarrage du cordon et le métal fondu se refroidissant, tout en garantissant une extraction facile de la tête de démarrage du cordon à partir de la coquille de coulée continue horizontales Ce but est atteint, selon la techniaue'du procédé, en ce que, après-le prréchauffaae, le réservoir est fermé Dar un élément de fermeture et la coquille de coulée continue horizontale est fermée en ménageant simultané- ment à l'intérieur de cette-coauille de coulée continue- horizontale, un espace creux pour la tête de démarrage du cordon de coulée, et qu'ensuite, en fonction d'un état de remplissage prédéterminé dans l'espace creux pour la tête de démarrage du cordon de coulée, l'extraction du cordon de coulée est mise en route après un laps de temps prédéfini Dans ce prôcédé, le métal fondu s'écoule sans effet de choc autour de la tête de démarrage du cordon et baigne également la naroi interne de la coquille, grâce à auoi une solidification des zones externes Peut être immédiatement obtenue nar le refroidissement de la coquille de coulée continue horizontale On arrive dans ce cas, à séparer directement de façon avantageuse, le matériau de coulée se solidifiant de la naroi interne de la coquille Un avantage du mrocédé conforme à l'inven- tion réside dans la détermination très nrécise du temps pour la mise en route lors de l'extraction du cordon de coulée Dans l'ensemble, le cordon de coulée peut, en conséquence, être extrait de la coquille de coulée con- tinue horizontale, plus simplement et sans aue des complications interviennent A titre d'amélioration du nrocédé-conforme à l'invention, il est, en outre, proposé que l'arrivée du métal fondu dans l'espace creux déterminé pour la tête de démarrage du cordon, ne s'effectue que lorsque le niveau du bain dans le réservoir se trouve au moins au- dessus du niveau de l'orifice d'entrée de la coauille de coulée continue horizontale Ces dispositions susceptibles d'être commandées dans le temps par l'intermédiaire de l'élément de fermeture du réservoir, sont avantageuses en ce qu'e lles rendent disponibles des quantités suffisantes de métal fondu susceptibles de remplir très rapidement l'espace creux en coulant tout autour de la tête de démarrage du cordon Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'un corps de fermeture pour la coquille de coulée en continue horizontale délimite un espace creux et est relié à une tête de-démarrage du cordon de coulée aui comporte au moins un bras, lequel s'étend de l'intérieur vers l'extérieur en étant incliné par rapport au plan radial, et se termine en ménageant un espace intermédiaire par rapport à la paroi interne de la coquille Cette tête de démarrage du cordon pré- sente l'avantage de ne pas être en contact avec la paroi interne de la coquille de coulée continue horizontale, et ainsi de ne pas entraîner de complications lors de l'extraction à tartir de cette coquille de coulée con- tinue horizontale En outre, cette tête de démarrage du cordon crée une liaison extrêmement-sure entre le cordon de coulée et la tiae de démarraae. Le dispositif est en outre amélioré en ce eue le corps de fermeture, la tête de démarrage du cordon de coulée et au moins un élément de fermeture pour l'orifice d'alimentation dans le bricuetaqe du four sont reliés ensemble Abstraction faite du maintien d'un intervalle précis entre le corps de fermeture et l'élément de fer- meture pour le briquetage du four, une fermeture plus sûre du briquetage du four par l'intermédiaire d'un ou plusieurs éléments de fermeture, est dans ce cas avanta- geuse. Sur la base-de ces dispositions, il est en outre possible de prévoir que l'élément de fermeture pour l'orifice d'alimentation dans le briquetage du four, est constitué d'une ou plusieurs plaques métalliques fusibles disposées l'une derrière l'autre Pour de telles plaques de métal, on peut notamment retenir l'aluminium pour la coulée de divers aciers Avec de telles plaques de métal disposées l'une derrière l'autre, le temps nécessaire pour leur fusion et donc pour le remplissage de l'espace creux, peut être réglé de façon très précise. Selon un complément de l'invention, on cherche à déterminer de façon encore plus précise le temps néces- saire pour le remplissage de l'espace creux ou bien à contrôler de façon appropriée le temps prévu A cet effet, on prévoit dans l'espace creux un détecteur, pour déter- miner le niveau de remplissage en métal fondu, détecteur dont les conducteurs d'alimentation s'étendent à l'inté- rieur de la section transversale de la tige de démarrage et sont raccordés à des circuits de mesure, de régulation et/ou de commande. Les conditions de commutation électrique de ces circuits de mesure, de régulation et/ou de commande peu- vent être influencées en ce que le détecteur est consti- tué de deux pôles de mesure susceptibles d'être reliés électriquement par l'intermédiaire du métal fondu. Un exemple de réalisation de l'invention est représente sur le dessin et va être décrit ci-dessous plus en détail. La figure unique du dessin est une coupe axiale d'une coquille de coulée continue horizontale peu avant la phase du début de la coulée dans le cas de coulée con- tinue horizontale d'acier ou bien d'alliages d'acier. La coquille de coulée continue horizontale i est associée au réservoir 2 avec interposition d'une isola- tion 3, d'une bague intermédiaire 4 et de l'anneau d'étanchement 5 résistant à l'usure. Le métal fondu notamment de l'acier, surchauffé par rapport à la température de fusion, arrive de façon continue pendant la coulée dans le réservoir 2 et à par- tir de ce réservoir 2, à travers l'orifice d'alimentation 6 dans la coquille de coulée continue horizontale 1, d'o il est extrait sous forme de cordon de coulée solidifié superficiellement. La coulée en continu du mptal fondu ne peut toute- fois s'effectuer qu'après le processus de démarrage, pour lequel une liaison doit être créée avec la tige de démar- rage 7 pour pouvoir transmettre au cordon de coulée les efforts d'extraction. Dans une seconde phase après l'échauffement de la coquille de coulée continue horizontale 1, le réservoir 2 et la coquille de coulée continue horizontale 1 sont simultanément fermés Le dispositif de fermeture est constitué par le corps de fermeture 8, qui dans l'exemple représenté est formé de plusieurs plaques de graphite 8 a en liaison avec la tige de démarrage 7 La tige de démar- rage 7 est, en outre, reliée à la tête de démarrage 9 du cordon et celleci porte en outre, sur une tige métallique l O, comme éléments de fermeture lil, des plaques de métal fusible lia Le nombre des plaques de métal lia et/ou leur matériau métallique, peuvent servir à régler en temps et en quantité l'arrivée du métal fondu dans la coquille de coulée continue horizontale La mise en place de la tige de démarrage 7 avec la tête de démarrage du cordon 9 en même temps qu'avec la tige métallique 10 et les plaques métallicues lla, ferment automatiquement l'orifice 2 a du briquetage 2 b du four Pendant cette mise en place, seules les plaques de graphite 8 a glissent sur la paroi interne la de la coquille Ce contact insignifiant est sans importance du point de vue d'un endommagement pos- sible de la paroi interne la de la coquille Par contre, la tige de démarrage 7 a été introduite avec du jeu à l'intérieur de la coquille de coulée continue horizontale 1 en ménageant un intervalle d'air 12. Placé sur le corps de fermeture 8, et solidaire axialement de la tige de démarrage 7, on a le dispositif permettant de relier cette tige de démarrage avec le cordon de coulée à former La tête de démarrage 9 du cor- don est disposée dans un espace creux 13 pour la tête de démarrage du cordon, espace dont le volume est calculé avec les volumes qui s'y raccordent en amont et est donc connu, de sorte que le temps pour le remplissage de cet espace creux 13 de la tête de démarrage du cordon, est également déterminé Sur la tête de démarrage 9 du cordon, sont fixés des bras 9 a orientés vers l'extérieur qui ménagent vers la paroi interne la-de la coquille, un es- pace intermédiaire 14 En direction longitudinale de la veine de coulée, la tête de démarrage 9 du cordon est reliée au moyen de l'élément de fixation 15 à la tige de démarrage 7. Pour une autre méthode de détermination du temps pour l'achèvement du remplissage en métal fondu de l'espace creux 13, il est prévu le détecteur 16, dont les conducteurs d'alimentation électriques 16 a et 16 b passent par le canal 17 qui est lui-même formé par la rainure 17 a dans la paroi la de la coquille et par la rainure 17 b dans la tige de démarrage 7 Ce canal 17 est dimensionné de façon que l'air comprimé dans l'espace creux 13 par le métal fondu, puisse s'échapper dans l'atmosphère Les conducteurs 16 a et 16 b sont raccordés à la source de courant 18, cependant que sur l'un des conducteurs 16 a, 16 b, est disposé un émetteur de signaux 19, par exemple une lampe de contrôle Dès que les pôles de mesure 20 sont reliés électriquement par le métal fondu pénétrant dans l'espace creux 13, l'émetteur de signaux 19 annonce optiquement la fin du processus de remplissage, de sorte que le processus d'extraction au moyen de la tige de démarrage 7 et d'une machine d'extraction non représentée plus en détail, peut commencer Il va de soi que les conducteurs 16 a et 16 b font partie d'un circuit de mesure, de régulation et/ou de commande. R E V E N D I C A T I O N S 1 ') Procédé Pour couler en coulées continues, horizontales des métaux, notamment de l'acier, procédé dans lequel la-coquille de coulée en continue horizontale est tout d'abord préchauffée à l'intérieur et/ou a l'ex- térieur, tandis qu'ensuite le remplissage du réservoir est effectué, procédé caractérisé en ce que, après le préchauf- fage, le réservoir ( 2) est fermé avec un élément de fer- meture ( 11) et la coquille ( 1) de coulée continue horizon- tale, est fermée en ménageant simultanément à l'intérieur de cette coquille ( 1) de coulée continue horizontale, un espace creux ( 13) pour la tête de démarrage du cordon de coulée, et qu'ensuite, en fonction d'un état de remplis- sage prédéterminé dans l'espace creux ( 13) pour la tête de démarrage du cordon de coulée, l'extraction du cordon de coulée *est mise en route après un laps de temps pré- défini. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrivée du métal fondu dans l'espace creux ( 13) prévue pour la tête de démarrage ( 9) du cordon de coulée, ne s'effectue que lorsque le niveau du bain dans le réservoir ( 2) se trouve au moins au-dessus du niveau de l'orifice ( 6) d'entrée de la coulée-dans la coquille de coulée en continu horizontale ( 1). 30) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'un corps de fermeture ( 8) pour la coquille de coulée en continue horizontale ( 1) délimite un espace creux ( 13) et est relié à une tête de démarrage ( 9) du cordon de coulée aui comporte au moins un bras ( 9 a), le- cruel s'étend de l'intérieur vers l'extérieur en étant in- cliné par rapport au plan radial, et se termine en ménageant un espace intermédiaire ( 14) par rapport à la paroi interne (la) de la coquille. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le corps de fermeture ( 8), la tête de démarrage ( 9) du cordon de coulée et au moins un élément de fermeture ( 11) pour l'orifice d'alimentation ( 2 a) dans le briquetage ( 2 b) du four sont reliés ensemble. 5 ) Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce eue l'élément de fermeture ( 11) pour l'orifice d'alimentation ( 2 a) dans le briquetage ( 2 b) du four, est constitué d'une ou plusieurs plaques métalliques fusibles (lia) disposées l'une derrière l'autre. 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans l'espace creux ( 13) un détecteur ( 16) pour détecter le niveau de remplissage en métal fondu, détecteur dont les conducteurs d'alimentation ( 16 a, 16 b) s'étendent à l'in- térieur de la section transversale de la tige de démar- rage ( 7) et sont raccordés à des circuits de mesure, de régulation et/ou de commande. ) Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le détecteur ( 16) est constitué de deux pôles de mesure ( 20) susceptibles d'être reliés électri- quement par l'intermédiaire du métal fondu. Ic t-4 ce. U- -4 IC> a il tu t A -à 4 % oe * Numéro de publication ________ 1 4 Numéro lère page de revendications 5 Dernière page numérotée 5 Nombre de planches 1 Défauts: