Brevet FR2558399A1 — publié le 19850726

La présente invention se préfère aux lingotières utilisées pour la coulée continue des métaux et notamment de l'acier. On sait que ces lingotières se présentent sous la forme de corps tubulaires à chemise de refroidissement par eau, orientés de façon substantiellement verticale, dans lesquels on déverse le mental fondu qui s'y solidifie au moins sur une certaine epaisseur, la barre ainsi obtenue étant extraite par le bas de façon continue. Bien entendu, pour que le processus fonctionne de façon satisfaisante il faut maintenir le bain de métal fondu à un niveau substantiellement constant dans le haut de la lingotière et par ailleurs le mental solidifié doit pouvoir glisser contre la paroi de celle-ci sans que cela n'entraîne des efforts inadmissibles.En ce qui concerne le niveau, l'on connait des appareils automatiques qui le détectent et commandent de façon correspondante soit le déversement du métal fondu dans la lingotière, soit la vitesse d'extraction de la barre. Certains des appareils qu'on a ainsi utilises comprenaient des couples thermo-électriques incorporés à la partie haute de la paroi de la lingotière pour détecter les variations de température entratnees par la montée ou la baisse de ce niveau du bain. D'autre part, afin de faciliter le glissement de la barre on s'arrange pour maintenir sur le bain fondu une couche d'un laitier vitreux leger qui, entraîné par capillarité entre le métal et la paroi de la lingotière, agit à la façon d'un lubrifiant. Ce laitier est en pratique obtenu en déversant sur la surface du bain une poudre appropriee, généralement à base de silicates aisément fusibles. Toutefois l'incorporation de thermo-couples aux lingotieres, généralement faites en cuivre épais, entraîne des difficultés et des complications importantes. L'invention vise à remédier à cet inconvénient et à permettre de réaliser une disposition facile de couples thermo-électriques sur la paroi d'une lingotière de coulée continue. Conformément à l'invention chaque couple, ou plus exactement la soudure chaude de celui-ci, est logé dans une perforation borgne creusée dans la paroi 1 de la lingotière à partir de la face extérieure de celle-ci et à cette perforation est raccordé de façon étanche, par exemple par brasage, un tube qui traverse également de façon étanche la chemise de refroidisssement pour amener à l'extérieur le ou les fils de connexion du couple. Dans une forme d'exécution préférée, le couple est réalisé par soudure directe à la paroi de la lingotière d'un fil fait en un métal différent de celui qui constitue cette dernière, de sorte que cette lingotière représente ainsi l'un des pales du couple thermo-électrique considéré. En outre, suivant l'invention, l'on profite de cette facilité de montage des couples pour multiplier les niveaux suivant lesquels ceux-ci sont agencés et l'on déduit des signaux reçus d'eux des indications concernant la lubrification assurée par la pellicule de laitier à l'intérieur de la lingotière. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe de détail de la paroi d'une lingotière de coulée continue équipée d'un couple thermo-électrique agencé conformément à l'invention. Fig. 2 est une coupe à plus petite échelle montrant la disposition du tube formant canalisation électrique à l'intérieur de la chemise de refroidissement de la lingotière. Fig. 3 est un schéma correspondant à quatre couples disposés les uns au- dessus des autres autour da la lingotière, les températures relevées par ceux-ci étant représentées par des segments horizontaux. En fig. 1 l'on a représenté en 1 la paroi d'une lingotière, par exemple destinée à la coulée continue de l'acier. Cette paroi est en général faite en cuivre relativement épais. Sa face la, ou face intérieure, est celle qui vient au contact du métal coulé qu'elle refroidit et solidifie sur une épaisseur allant en croissant en direction du bas. L'autre face lb, ou face extérieure, est tournée vers la chemise à circulation qui entoure la lingotière et qui évacue la chaleur apportez par le métal en fusion. Dans cette paroi 1 et à partir de la face extérieure lb l'on a creusé une perforation borgne lc suivant un axe orienté légèrement en oblique vers le bas. Dans le fond de cette perforation l'on a soudé en S de toute manibre appropriée (par brasage ou autrement) un fil métallique 2 fait en un métal ou alliage autre que celui (cuivre) qui constitue la paroi 1. Autour de l'entrée de la perforation lc l'on a brasé ou autrement fixé sur la face extérieure lb un tube de cuivre 3 qui s'relève à travers l'espace délimité par la chemise de refroidissement, le fil 2 étant bien entendu passé dans ce tube. L'extrémité du tube 3 a été amené vers la paroi extérieure 4 (fig. 2) de la chemise de refroidissement qu'on lui a fait traverser de toute manière appropriée, par exemple à l'aide d'un presse-étoupe ou encore plus simplement à travers un trou pratiqué dans la chemise, ltétanchéité étant la encore assurée par dudgeonnage, brasage ou équivalent. Ceci fait, l'on a enfilé sur le fil 2 une gaine isolante 5 appropriée. On comprend que si le métal ou alliage constitutif du fil 2 a été convenablement choisi, la soudure S peut constituer un thermo-couple développant une force électromotrice aisément mesurable et qui varie de façon substantiellement proportionnelle à la différence de température entre cette soudure S et la soudure froide à laquelle elle est associée. Si par exempla la lingotière est en cuivre pur et le fil 2 en constantan, on prolonge celui-ci jusqu'a l'appareil récepteur de cette force dec- tromotrice, tandis qu'on relie la lingotière à l'autre borne de cet appareil par le moyen d'un fil de cuivre. La soudure froide est alors à la jonction du fil de constantan avec les circuits intérieurs de cuivre de l'appareil et c'est la température de cette jonction qu'il convient de maintenir constante ou à tout le moins de mesurer pour en déduire la valeur réelle de celle à laquelle se trouve la soudure S. Grâce à la facilité d'adaptation des thermo-couples suivant l'invention sur la périphérie de la lingotière on peut prévoir de monter sur cette dernière plusieurs rangées verticales de ceux-ci. Si l'on considère une telle rangée comprenant par exemple quatre couples A, B, C, D (fig. 3) et en supposant que le premier A se trouve au-dessous du niveau normal du bain de métal fondu. dans la lingotière 1, l'on peut représenter les températures ainsi relevées par des segments horizontaux t, tb, t , td. Les extrémités de ces segments définissent une courbe C caractéristique de ltévolution de la température sur la hauteur de la face considérée de-la lingotière.S'il survient une anomalie quelconque dans le fonctionnement du processus, les températures relevées s'écartent de la courbe, ce qui peut avertir les opérateurs. Si par exemple la couche lubrifiante de laitier disparait à l'emplacement considéré, ou bien au contraire devient d'une épaisseur excessive, les segments ta, tb, t , td s'allongent ou se raccourcissent et l'on peut en deduire un signal régulateur de la distribution de la poudre à laitier sur la surface du bain. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi, qu'on pourrait réaliser l'isolation du fil 2 par le moyen d'une matière réfractaire (perles, recouvrement de fibres d'amiante, etc...) auquel cas le brasage en position du tube 3 pourrait s'effectuer en présence de l'isolant qui n'aurait pas à être rapporté après coup. Au lieu de faire jouer à la paroi 1 le rôle de l'un des éléments du thermo-couple considéré, il serait possible de disposer dans ce tube 3 deux fils faits en métaux ou alliages différents et -dont les extrémités seraient soudées l'une à l'autre au fond de la perforation lc en se trouvant en contact électrique avec ce fond ou bien au contraire en étant isolées de celui-ci. les tubes tels que 3 pourraient déboucher non pas sur le cote de la chemise 4, mais bien sur le haut ou le bas de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé pour associer un couple thermo-électrique à la paroi d'une lingotière de coulée continue, caractérisé en ce qu'on loge la soudure chaude (5) de ce couple dans une perforation borgne (lc) établie dans la paroi (1) de la lingotière à partir de la face extérieure (lb) de celle-ci, c'est-à-dire de sa face opposee à celle (la) qui se trouve en contact avec le métal coule, et en ce qu'a cette perforation (îc) l'on raccorde de façon étanche un tube (3) qui traverse, également de façon étanche, la chemise de refroidissement (4) de la lingotière (1) pour amener à I'extérieur le ou les fils de connexion du couple. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de la perforation (lc) est oriente obliquement vers le bas. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soudure chaude (S) du couple est réalisée au fond la perforation (tic) entre le métal constitutif de la lingotière (1) et un fil unique (2) fait en un métal ou alliage différent. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on engage un isolant (5) autour du fil unique (2) après avoir disposé celui-ci à l'intérieur du tube (3) et avoir brasé ce dernier contre la face extérieure (lb) de la lingotière (1). 5. Procédez suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit au moins trois perforations (lc) substantiellement les unes au dessous des autres sur la hauteur de l'une au moins des faces de la lingotière et en ce qu'on déduit des signaux émis par les couples correspondants (A à D) des indication concernant ltépaisseur de la pellicule lubrifiante de laitier qui s'interpose à la façon connue entre la paroi (1) de la lingotière et la masse de metal coulé qui descend a son intérieur. 6. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise les signaux émis par les couples pour commander le déversement de poudre à laitier sur la surface du bain renfermé par la lingotière. 7. Lingotières établies pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.