Brevet FR2564761A1 — publié le 19851129

DiMspositif d'introduction de coulée pour paniers de coulée d'installations de coulée continue L'invention concerne un dispositif d'introduction de coulée pour paniers de coulée de métal en fusion dans des installations de coulée continue, avec un tuyau de trop-plein disposable au-dessus d'un con- duit d'évacuation dans le panier de coulée. Dans les installations de coulée continue, l'introduction de la coulée de métal en fusion qui se trouve dans un panier de coulée ou "tundish" et qui s'écoule par un conduit d'évacuation est une opéra- tion particulièrement critique, car le métal en fusion se refroidit sur les parois moins chaudes du panier de coulée et sur la busette de coulée, et par suite a tendance à se figer dans le conduit d'évacua- tion. Certes, une mesure déjà connue consiste à placer au-dessus de la busette de coulée un tuyau de trop-plein, de sorte que le métal en fusion doit atteindre une certaine hauteur de bain avant de s'écouler par un conduit. Mais il s'est avéré que cette mesure est dans de nom- breux cas insuffisante à résoudre les problèmes qui se posent lors de l'introduction de coulée. La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif d'introduction de coulée pour paniers de coulée avec lequel le risque de solidification du métal en fusion au début de la coulée est élimi- né, ou du moins fortement réduit. Cet objectif est atteint par l'invention au moyen d'un dispositif remarquable en ce qu'il est prévu un deuxième tuyau de trop-plein en- tourant le premier tuyau de trop-plein, ces deux tuyaux formant entre eux un conduit annulaire destiné à recevoir un matériau agissant sur les caractéristiques d'écoulement du métal en fusion. Un tel dispositif permet d'obtenir un déroulement particulièrement favorable de l'écoulement et un bon centrage du premier jet de métal en fusion qui s'écoule dans le conduit d'évacuation, et permet surtout de faire entrer en action exactement au moment souhaité un matériau (de préférence sous forme de granulés) agissant sur les ca- ractéristiques d'écoulement du métal en fusion, ce qui empêche la so- - 2 - 1 lidification du métal en fusion dans le conduit d'évacuation. On peut ainsi réduire fortement le préchauffage long et coûteux du conduit d'évacuation au moyen de brûleurs à gaz. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le borddéversoir du tuyau de trop-plein extérieur est placé plus haut que le bord-déversoir du tuyau de trop-plein intérieur. Selon une autre caractéristique, au moins le tuyau de trop-plein extérieur est assemblé au fond du panier de coulée par un assemblage destiné à la rupture sous l'action du métal en fusion. Selon une con- figuration particulièrement avantageuse, les deux tuyaux de trop-plein peuvent alors être assemblés au fond du panier de coulée par un assemblage commun destiné à la rupture. - Selon une nouvelle caractéristique, le tuyau de trop-plein exté- rieur a une épaisseur de paroi supérieure à celle du tuyau de trop-plein intérieur. De plus, les deux tuyaux de trop-plein peuvent être disposés coaxialement l'un à l'autre. Enfin, selon une dernière caractéristique supplémentaire de l'invention, au moins le premier tuyau de trop-plein est assemblé dans le bas à un plateau annulaire formant le fond du conduit annulaire. Le dessin annexé présente des exemples de réalisation de l'objet de l'invention. Ce dessin montre: à la figure 1 une vue en coupe schématique d'un panier de coulée muni d'un dispositif d'introduction de coulée, et à la figure 2 une vue en coupe d'un autre mode de réalisation. Dans les installations de coulée continue, on fait couler dans un premier temps le métal en fusion provenant de la poche de coulée dans un panier de coulée -également appelé "tundish"-, puis on l'amène, par un ou plusieurs conduits d'évacuation disposés dans le fond du panier de coulée, à la ou aux lingotière (s) de coulée continue. Sur le fond 2 du panier de coulée 1 se trouve un tuyau de trop-plein intérieur 3 doté d'un bord-déversoir 16 et qui est entouré par un tuyau de trop-plein extérieur 4 doté d'un bord-déversoir 17. Ces deux tuyaux de trop-plein 3, 4 sont disposés de préférence coaxia- lement et dirigés vers la busette de coulée 5 munie du conduit d'éva- cuation 8. Le tuyau de trop-plein intérieur 3 est fixé par le bas à un - 3 - 1 plateau annulaire 10 qui recouvre le cône d'écoulement 9. Le tuyau de trop-plein intérieur 3 a une hauteur inférieure à celle du tuyau de trop-plein supérieur 4. Dans le conduit annulaire 6 formé entre les deux tuyaux de trop-plein 3, 4, on introduit avant le début du processus de coulée un matériau 7 agissant sur les caractéristiques d'écoulement du métal en fusion, de préférence sous forme de granulés. Ce granulat peut avoir des propriétés exothermiques, ou améliorer d'une autre manière la fluidité du métal en fusion. On a constaté qu'il était particulièrement opportun d'employer un composé de calcium et de silicium sous forme de granulés, d'une taille de grains allant jusqu'à 5 mm. Le plateau annulaire 10 forme le fond du conduit annulaire 6, et sert en outre à centrer les tuyaux 3 et 4 l'un par rapport à l'autre. Le tuyau de trop-plein extérieur 4 est réalisé de préférence en un matériau réfractaire, tandis que le tuyau de trop-plein intérieur 3 et le fond 10 peuvent être réalisés en acier. L'assemblage 12 entre le tuyau de trop-plein extérieur 4 et le fond 2 du panier de coulée est de préférence conçu comme assemblage destiné à la rupture, qui se dissout sous l'action de la chaleur ou de la poussée du métal en fusion en un temps relativement court -soit donc à la fin de la période d'introduction de coulée. Dans la variante de réalisation présentée à la figure 2, le tuyau de tropplein extérieur 4 doté d'un fond 11 est fixé directement sur la paroi extérieure du tuyau de trop-plein intérieur 3, et ce de pré- férence plus qu'à mi-hauteur du tuyau 3. Le bord-déversoir 17 du tuyau de trop-plein extérieur 4 se trouve placé plus haut que le bord-déversoir 16 du tuyau de trop-plein inté- rieur 3. Mais il est également possible que le bord-déversoirl -SoiE placé à la même hauteur, voire plus bas que le bord-déversoir 16 du tuyau de trop-plein intérieur 3. Le conduit annulaire 6 qui se trouve au-dessus du fond ll permet de recevoir un matériau améliorant les caractéristiques d'écoulement du métal en fusion, de préférence sous forme de granulés. Les deux tuyaux de trop-plein sont assemblés au fond 2 du panier de coulée par un assemblage 12 commun destiné à la rupture; dans le -4- 1 présent cas, cet assemblage se trouve dans le cône d'écoulement de la busette de coulée 5. Au lieu d'un seul conduit d'évacuation, le fond 2 du panier de coulée peut également comporter plusieurs conduits d'évacuation, qui sont alors chacun dotés d'un dispositif d'introduction de coulée du type décrit ci- dessus. Il peut s'agir de ce qu'on appelle des busettes à écoulement libre, ou encore de busettes agissant conjointement avec un dispositif de fermeture asservissable, tiroir monté sur le dessous du fond du panier de coulée notamment (le dispositif de fermeture 1à n'est pas représenté sur les figures). Le dispositif d'introduction de coulée décrit ci-dessus est dispo- sé à chaque fois au-dessus du conduit d'évacuation, au cours de la préparation du panier de coulée. Au début de la coulée, le métal en fusion monte d'abord au-dessus du fond du panier de coulée à l'exté- rieur du dispositif, jusqu'à ce qu'il atteigne la hauteur de bain du borddéversoir 17 du tuyau de trop-plein extérieur 4, pour s'écouler dans le conduit annulaire 6. Le matériau 7 (granulat) y exerce alors son action sur le métal en fusion, et le métal en fusion ainsi in- fluencé -plus précisément la première quantité partielle de ce métal 2G en fusion qui s'est écoulée dans le conduit annulaire- coule directe- ment au-dessus du bord-déversoir 16 du tuyau de trop-plein intérieur 3 et, centré par ce dernier, s'écoule directement dans le conduit d'évacuation 8. Le dimensionnement adéquat des diamètres et des hau- teurs des deux tuyaux permet d'adapter facilement le dispositif aux conditions d'exploitation concerrnes. 3D 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'introduction de coulée pour paniers de coulée de métal en fusion dans des installations de coulée continue, avec un tuyau de tropplein disposable au-dessus d'un conduit d'évacuation dans le panier de coulée,caractérisé en ce qu'il est prévu un deu- xième tuyau de tropplein (4) entourant le premier tuyau de trop-plein (3), ces deux tuyaux formant entre eux un conduit annulaire (6) destiné à recevoir un matériau (7) agissant sur les caractéristiques d'écoulement du métal en fusion. 2. Dispositif d'introduction de coulée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord-déversoir (17) du tuyau de trop-plein extérieur (4) est placé plus haut que le bord-déversoir (16) du tuyau de trop-plein intérieur (3). 3. Dispositif d'introduction de coulée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins le tuyau de trop-plein extérieur (4) est assemblé au fond (2) du panier de coulée par un assemblage (12) destiné à la rupture sous l'action du métal en fusion. 4. Dispositif d'introduction de coulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tuyau de trop-plein ex- térieur (4) a une épaisseur de paroi supérieure à celle du tuyau de trop-plein intérieur (3). 5. Dispositif d'introduction de coulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux tuyaux de trop-plein (3, 4) sont disposés coaxialement l'un à l'autre. 6. Dispositif d'introduction de coulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins le premier tuyau de trop-plein (3) est assemblé dans le bas à un plateau annulaire (10) formant le fond du conduit annulaire (6). 7. Dispositif d'introduction de coulée selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux tuyaux de trop-plein (3, 4) sont as- sei..blés au fond (2) du panier de coulée par un assemblage (12) commun destiné à la rupture.