Brevet FR2566297A1 — publié le 19851227

PROCEDE DE COULEE D'UN BAIN METALLIQUE L'invention se rapporte à un procédé de coulée d'un bain métallique, en particulier d'un bain d'acier en fusion, déversé d'un panier de coulée dans une lingotière de coulée continue au moyen d'un obturateur coulissant étranglé qui, pour une vitesse définie de coulée ou de traction de la bande de métal, est réglé en fonction d'un niveau de consigne contrôlé à l'in- térieur d'un tronçon de mesure. Lors de la coulée, par exemple d'un bain d'acier en fusion s'écoulant d'un panier de coulée ou d'un distributeur dans une lingotière de coulée continue, il est connu d'utiliser un obturateur coulissant comme organe de réglage pour la quantité de métal liquide déversée par unité de temps. En fonctionnement normal, l'obturateur coulissant travaille alors dans une position d'étranglement variable, c'est-à-dire dans une position étranglée sur la moitié de la pleine section d'écoulement possible pour pouvoir suivre les instructions d'ouverture et de fermeture qui, en cas de régulation automatique d'un niveau de consigne défini dans la lingotière, lui sont dé- livrées par un appareil électronique d'interprétation des données qui reçoit des données d'un système émet- teur-récepteur surveillant le niveau. Pour des raisons de qualité de la bande d'acier, une vitesse de trac- tion constante est maintenue. Or, il peut arriver qu'un déséquilibre ne pouvant plus être compensé par l'obturateur coulissant s'instaure entre la quantité de métal liquide s'écoulant du panier de coulée et le produit sortant de la lingotière, cela étant dû à des rétrécissements de la section transversale du canal d'écoulement. Ces rétrécissements de la section transversale se produisent par exemple en cas de coulée d'acierV calm6à l'aluminium, de l'oxyde d'aluminium se dépo- sant dans le canal d'écoulement en particulier sue les arêtes d'étranglement de l'obturateur coulipsant et bouchant la section transversale. De la même façon, le canal d'écoulement peut aussi être cbstruéparrefroidis- sement du métal liquide si ses parois ne sont pas encore suffisamment chauffées dans la phase initiale du processus de coulée.Ces rétrécissements de la section transversale sont actuellement compensés en ouvrant de façon correspondante l'obturateur coulis- sant jusqu'à la position d'ouverture totale et éven- tuellement en réduisant la vitesse de traction de la bande de métal coulé jusqu'à une iimite encore admis- sible du point de vue métallurgique. Après celà, il y a risque d'une rupture du processus de coulée en- traînant d'innombrables difficultés et des frais con- sidérables. La présente invention a par conséquent pour objet d'éliminer par des mesures simples les rétré- cissements se formant dans le canal d'écoulement du panier de coulée et de l'obturateur coulissantdans une première phase du procédé.sans modification de la vitesse de coulée et, en cas d'échec, sans rupture du processus de coulée dans une seconde phase. L'élimination de base des rétrécissements réussit dans la plupart des cas avec la phase du procédé selon l'invention qui est caractérisé par le fait qu'on surveille le degré d'ouverture de l'obtu- rateur coulissant s'ouvrant en cas de rétrécissement du canal d'écoulement et, si on enregistre une ten- dance à l'ouverture, on effectue tout d'abord un processus d'étranglement pour abaisser le niveau ef- fectif et provoquer unflot de coulée par ouverture complète de l'obturateur coulissant qui, après montée du niveau, revient à la position d'étranglement initiale pour la régulation du niveau de consigne. Selon l'in- vention, le processus d'étranglement abaissant le niveau effectif est avantageusement mis en route à un degré d'ouverture de 90% au plus tard. Le violent jet de coulée intervenant à l'ouverture de la plaque mobile débarrasse le canal d'écoulement des dépôts, des matières solidifiées ou analogues et rétablit les conditions de coulée normales, la vitesse de traction de la bande de métal et par conséquent aussi son état métallurgique restant inchangés et un débordement dangereux du métal liquide par dessus le bord de la lingotière étant empêché par l'espace libre de la lingotière provoqué au cours de cette phase du procédé. Si, contre toute attente, un nettoyage du canal d'écoulement venait à échouer avec la première phase du procédé, alors on met en route, selon les besoins, la seconde phase du procédé selon l'invention qui est caractérisée par le fait que pour créer un espace libre dans la lingotière, on règle plus bas le niveau de consigne sur le tronçon de mesure et, lorsque le niveau effectif atteint le nouveau niveau de consigne, on remplace la régulation de l'alimen- tation assurée par l'obturateur coulissant par la ré- gulation de la traction de la bande de métal en main- tenant l'équilibre, puis, pour le nettoyage manuel du canal d'écoulement, on ouvre complètement l'obtu- rateur coulissant et, après montée du niveau, on remplace à nouveau la régulation de la traction de la bande de métal par la régulation de l'alimentation de l'obturateur coulissant toujours en maintenant l'équi- libre et on rétablit l'ancien niveau de consigne. Selon l'invention, il est avantageux de mettre en route cette seconde phase du procédé au plus tard à la pleine ou- verture de l'obturateur coulissant. Le nettoyage manuel possible du canal d'écoulement pour le débarrasser des conglomérats métalliques ou des matières métalliques solidifiées par introduction d'outils, par exemple d'une lance de brûlage, à l'extrémité côté panier du canal d'écoulement, permet de restaurer rapideaent les conditions de marche normale de la coulée. Le déplacement de la plaque mobile, libérée pendant ce temps du système de régulation de l'alimentation, pour l'amener à la position de pleine ouverture, crée la condition préalable nécessaire pour que le matériau d'usure réfractaire, en particulier la plaque de fond et la plaque mobile, ne soit exposé à aucune dégradation. Vue en superposition, la seconde phase du procédé venant à la suite de la première phase, sert à éviter une rupture définitive du processus de coulée avec les coûteuses pertes de production que cela en- trainerait. En ce qui concerne les détails de l'invention, il peut être avantageux d'indiquer le début ou la fin d'une phase du procédé par des signaux pour,par exemple, annoncer par la montée du niveau dans la lingotière la fin de l'intervention manuelle pour le nettoyage du canal d'écoulement. Un dispositif Pour la mise en oeuvre du pré- cédent procédé comporte selon l'invention, dans l'unité de régulation commandant le processus de coulée, des éléments pour l'abaissement du niveau de consigne ainsi que d'autres éléments pour assurer les déplacements de l'obturateur coulissant en-dehors du fonctionnement normal de la coulée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente un schéma de principe avec les composants servant à la mise en oeuvre du procédé et un obturateur coulissant se trouvant en 256629i position étranalée en cas de niveau de consigne normal de la lingotière; la figure 2 représente une section de la lingotière avec niveau de consigne abaissé. Sur le dessin, la référence 1 désigne un panier de coulée contenant un bain métallique et auquel. est associé un obturateur coulissant2 qdirègle la quantité de métal liquide qui, sortant du panier par le canal d'écoulement commun 3, se déverse dans la lingotière 5 par le tube de coulée 4. A cet effet, la plaque mobile réglable 6 est accouplée mécaniquement à un vérin 7 dont la position de fonctionnement à chaque fois consi- dérée est maintenue par un capteur de positionnement 8. Le tube de coulée fait saillie par son extrémité libre dans la lingotière 5 dont le niveau de consigne 9 réglé pour le fonctionnement normal se situe à environ % du tronçon de mesure 10 d'un dispositif indicateur de niveau qui se compose d'un émetteur 11 et d'un ré- cepteur 12 pour les valeurs mesurées. La bande de métal coulé 13 est tirée par un dispositif de traction 15 comportant des rouleaux d'entraînement 14 et un régu- lateur 16. Le dispositif de traction 15 comporteen outrerun mesureur de vitesse de traction 17 qui envoie ses données, d'une part, au régulateur 16 et, d'autre part, à un processeur 18 qui reçoit et traite en outre les données du capteur de positionnement 8 et du ré- cepteur 12 des valeurs mesurées. L'organe de commande 19 intégré au processeur 18 délivre ensuite des ordres de commande correspondant au vérin 7 de l'obturateur coulissant 2 et au régulateur 16. Comme la vitesse de traction est définie comme constante en régime de coulée normal,le niveau de consigne 9 dalla lingotières n'est réglé que du côté alimentation au moyen de l'obturateur coulissant 2. A cet effet, la plaque mobile 6 occupe une position d'étranglement qui permet d'ouvrir et de fermer plus ou moins l'obturateur coulissant 2 pour maintenir l'équilibre entre la quantité de liquide déversé et la bande de métal sortant de la lingotière. La plaque mobile 6 diminue l'orifice de passage, par exemple lorsque la section transversale d'écoulement s'agrandit par suite d'usure, et par contre, 1' augmente dès aue la section trans- versale d'écoulement se rétrécit par suite de dépôts d'oxyde ou de solidifications du métal. De tels rétré- cissements sont à l'origine d'importantes difficultés, attendu que l'agrandissement de l'orifice de passage de l'obturateur coulissant2 prend fin lorsque le degré d'ouverture maximal est atteint et que par conséquent la quantité de liquide réclamée par le dispositifindi- cateur de niveau 11 et 12 ne peut plus être débitée par la section transversale rétrécie. Pour éviter momentanément une diminution de la vitesse de traction devant intervenir en pareil cas, l'unité de régulation 18, 19, lorsque 90% du degré d'ouverture est atteint, déplace l'obturateur coulis- sant dansle sens de la fermeture au-delà de la position d'étranglement normale, de sorte qu'il s'établit un niveau effectif avec un espace libre par rapport au niveau de consigne. Lorsque le niveau effectif atteint par exemple la hauteur 20 dans le tronçon de mesure 10, le vérin 7 reçoit l'ordre d'ouvrir complètement l'obturateur coulissant 2 pour permettre à un flot de liquide de déferler à travers le canal d'écoulement et le débarrasser des matières provoquant son rétré- cissement. Le métal liquide en excédent parvenant dans la lingotière remplit l'espace libre délibérément créé et fait remonter le niveau effectif jusqu'au niveau de consigne en rétablissant le régime de coulée normale. Dans l'autre procédé (figure 2) qui fait suite lorsque le procédé de nettoyage par déferlement décrit reste sans effet, on accepte une modification de la vitesse de traction pour éviter une rupture complète. Sur le tronçon de mesure 10, on commence toutefois par régler d'abord le niveau de consigne 9 programmé dans l'unité de régulation 18,19 à un niveau 21 situé plus bas. Cela revient à dire que le niveau de consigne est ramené à ce niveau 21 et qu'il en résulte un plus grand espace libre jusqu'à l'arête supérieure de la lingotière. Dès Que le niveau effectif coïncide avec le nouveau niveau de consigne 21, l'unité de régula- tion 18, 19 met hors circuit la régulation de l'ali- mentation au niveau de l'obturateur 2 et met simulta- nément en circuit du régulateur de traction 16. Main- tenant, l'obturateur coulissant 2 est libre et prêt à prendre une position de pleine ouverture à laquelle le canal d'écoulement 3 est nettoyé à la flamme par un opérateur, par exemple avec une lance à oxygène engagée à partir du côté du panier de coulée. La quantité de métal liquide subitement libérée s'écoule dans l'espace de la lingotière agrandie du fait de l'abaissement du niveau de consigne 9 au niveau 21, et fait monter le niveau effectif qui provoque la recommutation de la régulation de la traction sur la régulation de l'ali- mentation et le rétablissement de l'ancien niveau de consigne 9. REVENDICATIONS 1. Procédé de coulée d'un bain métallique, en -particulier d'un bain d'acier en fusion, déversé d'un panier de coulée dans une lingotière de coulée con- tinue au moyen d'un obturateur coulissant étranglé qui, pour une vitesse définie de coulée ou de traction de la bande de métal, est réglé en fonction d'un niveau de consigne contrôlé à l'intérieur d'un tronçon de mesure, caractérisé par le fait qu'on surveille le degré d'ouverture de l'obturateur coulissant2s'ouvrant en cas de rétrécissement du canal d'écoulement(3)et, qu'en cas d'enregistrement d'une tendance à l'ouverture, on effectue tout d'abord un processus d'étranglement pour abaisser le niveau effectif et provoquer un flot de coulée par ouverture complète de l'obturateur coulissant (2) qui, après montée du niveau, revient à la position d'étranglement initiale pour la régulation du niveau de consigne (9). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que c'est à un degré d'ouverture de 90% au plus tard que l'on met en route le processus d'étran- glement abaissant le niveau effectif. 3. Procédé venant à la suite du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour créer un espace libre dans la lingotière (5), on règle plus bas le niveau de consigne (9) sur le tronçon de mesure (10) et, lorsque le niveau effectif atteint le nouveau niveau de consigne(21),on remplace la régulation de l'alimentation assurée par l'obturateur coulissant (2) par la régulation de la traction de la bande de métal (13)/maintenant l'équilibre, puis, pour le nettoyage manuel du canal d'écoulement (3), on ouvre complètement l'obturateur coulissant (2) et, après montée du niveau, on remplace à nouveau la régulation de la traction de la bande de métal (13) par la régulation de l'alimentation de l'obturateur coulissant (2) toujours en maintenant l'équilibre et on rétablit l'ancien niveau de consigne (9). 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que l'on met en route le procédé au plus tard à la pleine ouverture de l'obturateur coulis- sant (2). 5. Dispositif pourla mise en oeuvre du procédé caractérisé par le fait que l'unité de régulation (18, 19) contient des éléments pour abaisser le niveau de consigne (9) sur le tronçon de mesure (10) ainsi que d'autres éléments pour assurer les déplacements de réglage de la plaque mobile (6) en dehors du fonction- nement normal de la coulée.