Brevet FR2573682A1 — publié le 19860530

Dispositif d'alimentation en acier liquide d'une machine de coulée continue La présente invention se rapporte à un perfectionnement à l'alimentation en acier liquide de la lingotière ou des lingotières d'une machine de coulée continue. D'une manière générale, l'acier liquide est amené sur les lieux dans une poche, en provenance du convertisseur ou du four électrique. La poche possède une ouverture à sa partie inférieure, fermée par une busette de coulée. En cours de coulée, l'acier coule de la poche vers un bac intermédiaire, appelé distributeur, répartiteur dont le fond est également muni d'un ou plusieurs orifices. Chacun de ces orifices est placé au-dessus d'une lingotière, de façon à ce que l'acier liquide puisse couler du distributeur dans la ou les lingotières, selon que la machine est monoligne ou multilignes. Avec les dispositifs les plus classiques le temps de coulée pour une poche donnée est limité dans le temps, par exemple à 60 à 70 minutes. Au-delà, on estime que la baisse de température de l'acier est trop importante, de sorte que la coulée n'est plus possible. Cette contrainte de limitation en temps de coulée oblige souvent, pour couler la totalité de l'acier contenu dans une poche donnée, à multiplier le nombre de lignes de coulée, ce qui est très pénalisant en coût et complexité de l'installation. I1 apparaît donc qu'il serait très intéressant de pouvoir prolonger le temps de coulée, du moins de façon à ce que l'acier ne se refroidisse pas suffisamment avant d'entre versé dans la ou les lingotières pour qu'on doive interrompre la coulée à un certain moment. Une première solution pour résoudre ce problème serait de commencer la coulée avec dans la poche un acier liquide à température très élevée. Une telle solution n'est pas réellement envisageable car elle est d'une part mauvaise pour la qualité des produits coulés, et qu'elle augmente d'autre part beaucoup le risque de percées en début de la ligne de coulée. On emploie actuellement quelques artifices permettant d'augmenter légèrement le temps de coulée : utilisation d'un couvercle sur la poche, injection d'argon en poche, etc ..., mais il ne s'agit là que de palliatifs, par ailleurs assez onéreux et souvent bruyants (cas du stand de métallurgie en poche par exemple). On a pensé par ailleurs à installer des électrodes, alimentées en courant alternatif triphasé, sur un pivoteur de poche pendant la coulée. Cette solution s'est révélée très bruyante, ce q est ne gêne importante dans la zone de travail des opérateurs, et scest révélée limitée en efficacité parce que ne produisant pas d'effet de brassage appréciable du bain liquide, et manquant de souplesse puisque le rapport tension/courant est nécessairement limité en courant alternatif pour assurer le maintien de l'arc. Le dispositif d'alimentation de l'invention permet de résoudre le problème exposé ci-dessus sans présenter les défauts des dispositifs de ce type actuellement connus. Il est d'une grande souplesse d'installation et d'exploitation, et permet également de combiner un chauffage avec un brassage du bain, ce dernier étant très favorable à l'homogénéité thermique et à la décantation des inclusions.Il est caractérisé en ce qu'il utilise un bac distributeur, muni d'au moins un couple d'électrodes reliées respectivement aux deux bornes d'au moins une source de puissance électrique en courant continu, une des deux électrodes étant placée dans le fond du bac distributeur et l'autre en haut de celui-ci, de façon que le courant continu ainsi produit crée dans le bain un effet de réchauffement et de brassage qui peut être amplifié par la forme du distributeur ou de son maçonnage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un disposiif d'alimentation, conforme à l'invention, d'une machine de coulée continue multilignes, - la figure 2 est une vue de dessus schématique du dispositif d'alimentation de la figure 1, - la figure 3 est une vue latérale schématique d'un dispositif d'alimentation, conforme à l'invention, d'une machine de coulée continue monoligne, - la figure 4 est une vue de dessus schématique du dispositif d'alimenta- tion de la figure 3. On reconnatt sur la figure 1, dessinés de façon très schématique mais suffisante pour la compréhension, la poche de coulée 1 contenant l'acier liquide 2 en provenance de l'aciérie, sa busette de coulée 3, et le bac distributeur 4, dont le fond est garni, dans cet exemple, de huit busettes 5 de coulée de l'acier vers les huit lingotières (non représentées) de la machine de coulée multilignes. A titre d'exemple numérique à caractère purement illustratif, la poche 1 est une poche de 120 tonnes d'acier liquide, le distributeur 4 est un bac de 20 tonnes d'acier liquide, et le débit d'acier coulé par ligne est de 270 kg/mn. Conformément à l'invention, et comme on le voit sur les figures 1 et 2, on a installé deux électrodes en graphite, respectivement A et B, dans le haut du bac distributeur 4, à chacune de ses extrémités comme représenté et au-dessus du niveau 6 de l'acier liquide dans le bac 4, et deux autres électrodes en graphite, respectivement A' et B', dans le fond 4, à chacune de ses extrémités. En vue de dessus, les électrodes A, A' et B, B' sont positionnées comme indiqué de manière à ce que les droites (d, d') qui les joignent respectivement soient les droites les plus longues possibles d'un bout à l'autre du bac. Les électrodes A et A' sont reliées respectivement aux poles négatif et positif d'une première source de courant continu V, pouvant fournir une puissance pouvant aller à 1,2 MVA pour fixer les idées, en délivrant un courant pouvant aller jusqu'à 8000 Ampères sous une tension continue pouvant aller jusqu'à 150 Volts. De même, les électrodes B et B' sont reliées respectivement aux poles négatif et positif d'une deuxième source de courant continu V', totalement indépendante de la première source V, et de mêmes caractéristiques de puissance, tension et courant, que cette dernière. En appliquant en fonctionnement les tensions V et V', on observe alors qu'il se produit, dans le bain d'acier contenu dans le bac distributeur 4, un échauffement et un brassage de l'acier. A titre d'illustration, les réglages en marche des sources V et V' seront de - du temps t = O au temps t = 10 minutes : deux fois 500 kW à 0 - du temps t = 10 minutes au temps t = 70 minutes : une ou deux fois O à 150 kW - du temps t = 70 minutes au temps t = 120 minutes : deux fois 0 à 750 kW, les choix précis de tension et courant dépendant des impératifs particuliers de chaque coulée : brassage et contre de la température en conséquence. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement, et de la même façon, une installation semblable à celle des figures 1 et 2, mais relative à une machine à une seule ligne de coulée. Les chiffres de référence relatifs aux mêmes objets, mais adaptés à une coulée à une seule ligne, ont donc été repris sur ces figures. L'installation ne comporte que deux électrodes en graphite C et C' et une seule alimentation électrique continue de puissance v. Comme pré cédemment, les électrodes C et C' sont placées respectivement dans le haut et dans le fond (sur le côté dans cet exemple) du bac distributeur 4 de façon à ce que la ligne de courant e qui les joint dans le bain d'acier liquide soit une droite traversant le bain de part en part et de haut en bas sur une des plus grandes longueurs possibles. A titre d'exemple purement illustratif d'application d'une installation selon les figures 3 et 4, la poche 1 est unie poche contenant au départ 120 tonnes d'acier liquide, le bac distributeur 4 a une contenance de 11 tonnes d'acier liquide, et le débit est de 1030 kg/mn. La puissance installée pour la source continue v est de 1200 kVA, sa possibilité de courant va jusqu'à 10.000 Ampères et sa possibilité de tension va jusqu'à 150 volts. En fonctionnement, le réglage sera - temps t = 0 à temps t = 10 minutes : 800 kW à 0 - temps t 10 minutes à temps t = 70 minutes : 0 à 150 kW - temps t = 70 minutes à temps t = 120 minutes : 0 à 1000 kW. On remarquera que, conformément à l'invention, on effectue, par le courant continu, le chauffage et le brassage d'acier liquide dans le bac distributeur. Cette solution, conforme à l'invention, est une solution active : on corrige ainsi la température de l'acier pendant la coulée tout près de la ou des lingotières. On pourrait bien évidemment penser à chauffer, avec de mêmes moyens que ceux de l'invention, l'acier liquide 2 contenu dans la poche 1. Cette dernière solution est néanmoins bien moins satisfaisante que celle de l'invention car le chauffage de l'acier en poche se produirait alors plus loin de la lingotière, ou des lingotières, qu'avec le dispositif de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'alimentation en acier liquide d'une machine de coulée continue, du type comportant un bac distributeur (4) placé au-dessus de la ou des lingotières, et du fond duquel l'acier liquide s'écoule directement dans la ou les lingotières, caractérisé en ce que le bac distributeur (4) est équipé d'au moins un couple d'électrodes (AA', BB', CC') reliées respectivement aux deux bornes (- et +) d'au moins une source (V, V', v) de puissance électrique en courant continu, une des deux électrodes (A', B', C') étant placée dans le fond du bac distributeur (4) et 1 'autre (A, B, C) en haut de celui-ci, de façon que le courant continu ainsi produit crée dans le bain un effet de réchauffement et de brassage. 2.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode (A, B, C) placée dans le haut du bac distributeur (4) est reliée au pôle négatif de la source de tension associée (V, V', v) et en ce que l'électrode (A', B', C') placée dans le fond du bac distributeur (4) est reliée au pôle positif de la source de tension. 3.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque couple d'électrodes associées (AA', BB', CC') est positionné de manière telle que la droite (d, d', e) les reliant dans le bain d'acier liquide soit la plus longue possible d'un bout à l'autre du bac distributeur.