Brevet FR2577828A1 — publié le 19860829

Procédé pour la coulée de métal en fusion à partir d'un récipient présentant un organe d'arrêt L'invention concerne un procédé pour la coulée de métal en fusion à partir d'un récipient présentant un organe d'arrêt, o un gaz iner- te est insufflé au moins à l'entrée du canal de coulée du récipient. Comme gaz inerte, on emploie par exemple de l'argon. Lors de la coulée d'acier, on sait par exemple que l'on peut, afin d'empêcher ou de réduire l'oxydation de l'acier, amener en un ou plusieurs endroits de la busette de coulée ou du canal de coulée du récipient un gaz inerte tel par exemple que l'argon. Lors de la coulée de l'acier, en particulier s'il s'agit d'acier calmé à l'Al ou au Si, il peut se produire un phénomène hautement indésirable, à savoir un colmatage progressif du canal de coulée engendrant une réduction de la section du canal qui empêche le maintien d'un débit de coulée constant; de l'alumine (par exemple) se dépose sur la paroi du canal de coulée. Ce colmatage progressif se produit même en présence de gaz inerte dans le canal de coulée. On a constaté avec étonnement que ce phénomène ne se produit plus, ou se produit avec un fort retard et dans une très faible mesure, lorsque conformément à la présente invention, au moins une quantité partielle du gaz inerte amené est insufflée par impulsions. Grâce à cette mesure, le colmatage progressif du canal de coulée ne se produit absolument pas, ou bien les dépôts qui se sont éventuellement accumulés sont rapidement éliminés. Le procédé peut être réalisé de différentes manières au moyen d'une commande de durée et de quantité de l'amenée de gaz permettant d'insuffler par impulsions au moins une quantité partielle du gaz inerte. On peut ainsi insuffler un flux de gaz constant, et insuffler par impulsions une quantité supplémentaire de gaz superposée à ce flux constant. Une autre possibilité consiste à insuffler par impulsions l'ensemble de la quantité de gaz inerte amenée. On peut alors procéder de façon que, par une répartition en plusieurs flux de gaz, des quantités partielles de gaz inerte soient insufflées par impulsions -2- 1 avec des durées d'impulsion et des périodes différentes, en insufflant par exemple toutes les 25 secondes une quantité partielle d'une durée d'impulsion de 0,75 sec. et toutes les 125 secondes une autre quantité partielle d'une durée d'impulsion de 0,5 sec.; ces quantités partielles peuvent aussi être insufflées en complément d'un flux de gaz constant, de sorte que ce dernier et les quantités de gaz partielles se superposent. On peut également insuffler un flux de gaz périodiquement interrompu et, pendant les phases d'interruption, insuffler par impulsions des quantités partielles. Afin de pouvoir mettre en oeuvre une des différentes possibilités d'insufflation amenant le résultat le plus favorable en fonction de circonstances données, on procède opportunément de façon que le gaz inerte provenant d'une source de gaz soit, avant d'être insufflé en un endroit commun du canal de coulée, réparti par l'intermédiaire d'embranchements de conduite sur différentes branches de conduite, dans chacune desquelles sont disposés les organes nécessaires d'arrêt et de régulation du débit et de la pression, afin de pouvoir régler dans chaque branche de conduite le débit de passage d'une quantité de gaz partielle avec une durée d'impulsion donnée, se répétant à des intervalles de temps donnés. Cette régulation peut s'effectuer d'une manière programmée. L'exposé qui suit explicite le procédé selon l'invention à l'aide d'une représentation schématique d'un dispositif adéquat pour l'insuf- flation par impulsions du gaz inerte. Sur l'unique figure, on n'a représenté du récipient 1 contenant le métal en fusion que la partie 3 entourant l'orifice de coulée 2 en forme d'entonnoir, en dessous de laquelle se raccorde un obturateur à tiroir 4 muni d'une partie partie 5 extérieurement conique qui s'étend vers le bas. Le canal de coulée 6 qui s'étend entre l'extrémité inférieure de cette partie 5 et l'orifice de coulée en forme d'en- tonnoir 2 constitue la zone principalement exposée au colmatage lors de la coulée, colmatage qui entraîne une réduction de la section de passage. Afin- de contrecarrer ce phénomène, du gaz inerte est intro- duit dans le canal de coulée 6 par l'intermédiaire d'une conduite 7 qui mène à un manchon poreux 8 disposé à l'entrée du canal de coulée -3 - 1 6, le gaz inerte étant finement distribué par le manchon poreux. Le gaz inerte venant d'une source de gaz 10 passe par l'embranche- ment de conduite 11 qui le dirige d'une part dans la branche de con- duite 12 destinée à l'amenée d'une quantité de gaz constante, et d'au- tre part dans la branche de conduite 13 puis, par l'intermédiaire d'un autre embranchement de conduite 14, dans les branches de conduite 15 et 16 destinées à l'insufflation par impulsions de quantités partielles de gaz inerte, avec des impulsions de durées différentes réglables qui se répètent à des intervalles de temps différents régla- bles. Dans la branche de conduite 12 sont montés successivement dans le sens d'écoulement une valve réductrice de pression 17 et un organe d'arrêt 18 qui est par exemple réalisé sous la forme d'une électro- valve et qui est relié par un conducteur électrique 19 à un dispositif 20 destiné à la commande programmée de cette valve et d'autres valves du même type. Une valve d'étranglement 21 à réglage manuel, disposée consécutivement dans la branche de conduite 12, sert au réglage de la quantié Q 1 de flux de gaz constant. Elle est suivie d'un régulateur de débit 22 qui sert à maintenir une quantité toujours constante face aux variations de pression qui font suite à la modification de la contrepression dans le canal de coulée. Enfin, un clapet antiretour 23 est également disposé dans la branche de conduite 12. Dans la branche de conduite 13 se trouve également une valve ré- ductrice de pression 25 réglable par exemple à 6 bars; à la suite de l'embranchement de conduite 14, la branche de conduite 15 présente également une valve d'étranglement 26 à réglage manuel destinée au ré- glage de la quantité Q 2 de gaz inerte, suivie d'un organe d'arrêt 27 réalisé sous la forme. d'une électrovalve, laquelle est également reliée par un conducteur électrique 28 au dispositif 20 destiné à la programmation dans le temps. Un manomètre 29 sert à afficher la pres- sion (P2) qui règne dans la branche de conduite 15. Dans la branche de conduite 16, on a disposé de la même manière une valve d'étranglement 30 à réglage manuel destinée au réglage de la quantité Q 3, suivie d'un organe d'arrêt 31 réalisé sous la forme d'une électrovBive, qui est reliée par l'intermédiaire d'un conducteur -4 - 1 électrique 32 au dispositif 20 destiné à la programmation dans le temps. A la suite du manomètre 33 (pression P3) qui est placé après ces valves, la branche de conduite 16, de même que la branche de conduite 15, débouche dans un caplet antiretour double 34 qui est relié par l'intermédiaire d'une conduite 35 à l'extrémité de la bran- che de conduite 12, de sorte que, par l'intermédiaire de la conduite consécutive commune 36 dans laquelle est disposé un manomètre 37 (pression P1) destiné à l'affichage de la contre-pression, on peut amener dans le canal de coulée 6, par l'intermédiaire du manchon po- reux 8, le flux de gaz constant provenant de la branche de conduite 12 et/ou des quantités partielles de gaz inerte insufflées par impul- sions. Le réglage des valves susmentionnées, ainsi que du dispositif 20 destiné à la commande programmée du réglage du niveau de pression, de la durée des impulsions et de leur période de répétition, s'effectue de façon à, par exemple, régler une durée d'impulsion de 0,75 sec. pour une quantité partielle Q 2 de gaz inerte insufflée par impulsions par l'intermédiaire de la branche de conduite 15, avec une répétition toutes les 25 secondes, et une durée d'impulsion de 0,5 sec. pour une autre quantité partielle Q 3 s'écoulant par l'intermédiaire de la branche de conduite 16, avec une répétition toutes les 125 secondes. Le réglage peut être effectué de façon qu'une seule branche de conduite destinée à l'insufflation par impulsions soit ouverte, les deux autres branches de conduite étant alors condamnées; mais on peut également laisser ouvertes les deux branches de conduite 15 et 16 en condamnant uniquement la branche de conduite 12 destinée au flux de. gaz constant, de sorte que le gaz inerte est insufflé exclusivement par impulsions, avec des durées d'impulsion et des périodes de répétition des impulsions différentes. Si le gaz inerte s'écoule si- multanément par les trois branches de conduite 12, 15 et 16, les quan- tités partielles insufflées par impulsions se superposent à un flux de gaz constant. Ce qui précède montre qu'il existe un grand nombre de variantes de réglage possibles. Pour l'obturateur à tiroir représenté schématiquement sur la fi- gure, on n'a dessiné que les parties réfractaires. La partie conique 5 - 5 - 1 pourrait par exemple tout aussi bien se présenter sous la forme d'une troisième plaque d'un obturateur à tiroir de panier de coulée continue, sur laquelle serait rapporté un manchon réfractaire. -6- 1 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la coulée de métal en fusion à partir d'un réci- pient (1) présentant un organe d'arrêt, o un gaz inerte est insufflé au moins à l'entrée du canal de coulée (6) du récipient (1), ca- ractérisé par le fait qu'afin d'empêcher le colmatage du canal de coulée (6) entraînant une réduction de la section du canal, au moins une quantité partielle du gaz inerte amené est insufflée par impul- sions, par une commande de durée et de quantité de l'amenée de gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on insuffle un flux de gaz constant, ainsi que des quantités de gaz additionnelles superposées répétitivement par impulsions à ce flux constant. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble de la quantité de gaz inerte amenée est insufflé par im- pulsions. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on insuffle un flux de gaz périodiquement interrompu et, pendant les phases d'interruption, on insuffle par impulsions des quantités partielles. 5. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la quantité de gaz inerte insufflée par impulsions est constituée de quantités partielles insufflées avec des durées d'impulsion et des périodes différentes. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le gaz inerte est insufflé par l'intermédiaire d'embranchements (11, 14) de conduite menant à des branches (12, 15, 16) de conduite paral- lèles dans chacune desquelles sont disposées des valves d'arrêt et de régulation pour une quantité partielle de gaz inerte, avec à chaque fois une durée d'impulsion et une période réglables de manière programmée.