Brevet FR2584000A1 — publié le 19870102

BUSETTE DE COULEE ET BUSETTE DE COULEE IIERGEE REFRACTAIRES RESISTANT A L'USURE. Busette de coulée et busette de coulée immergée réfractaires résistant à l'usure comprenant un corps de base et une couche appliquée dans le canal d'écoulement pour la coulée d'aciers calmés à l'aluminium ou coulés peu audessus de la température du liquidus. Des busettes de coulée réfractaires à plusieurs couches pour poches de coulée d'acier sont connues. La busette de coulée selon le modèle d'utilité allemand 19 19 221 comprend une surface latérale thermiquement isolante en chamotte et une couche en matériau résistant à la corrosion, tel que le silicate de zirconium, le carbure de silicium, la silice, la magnésite ou le corondon, formant le canal d'écoulement et dont la surface est raccordée par liaison céramique à la surface latérale. Cette busette de coulée composite doit avoir une forte résistance à l'usure et en particulier une faible conductibilité thermique et une bonne résistance aux chocs thermiques. La résistance de la busette de coulée dépendant essentiellement de la couche raccordée à la surface latérale n'est cependant pas suffisante. Dans le canal d'écoulement des busettes de coulée, on insère, en outre, des douilles en matériau réfractaire pour obtenir une plus grande résistance (demande de brevet allemand 21 65 537). Les busettes de coulée en matériaux à base de silicate d'alumine riche en alumine, d'alumine, de graphite et d'alumine, de silicate de zirconium et d'oxyde de zirconium se sont distinguées par une grande résistance à l'usure en cours de fonctionnement, mais, en particulier, lors de la coulée d'aciers calmés à l'aluminium ou coulés peu au-dessus de la température du liquidus, il se produit dans les différentes zones du canal d'écoulement des dépôts qui provoquent ledit rétrécissement de la section transversale du canal de coulée, la solidification du jet de coulée (clogging) et d'autres inconvénients entravant le processus de coulée. La formation des dépôts est attribuée à la conductibilité thermique relativement élevée des matériaux réfractaires résistant à l'usure.Pour empêcher la formation des dépôts on a déjà proposé d'insérer des tubes en silice vitreuse à grains fins dans le canal d'écoulement et de les fixer au moyen de ciment. Ce matériau de silice vitreuse se caractérise par une faible conductibilité thermique. De telles busettes de coulée avec la garniture en silice vitreuse poreuse préalablement réalisée par un procédé séparé et ayant une épaisseur de paroi d'au moins 9 mm, sont toutefois de fabrication compliquée. Pendant le fonctionnement, elles présentent une usure progressant de façon irrégulière de sorte, qu'à brève échéance, il peut y avoir à nouveau formation de dépôts et perturbations du processus de coulée. Dans le cas d'une busette de coulée et d'une busette de coulée immergée du type précité, la présente invention a par conséquent pour objet d'éviter l'apparition des dépôts lors de la coulée et de mettre au point un procédé pour sa fabrication. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait qu'une couche en silice vitreuse poreuse à grains fins est directement raccordée au corps de base dans le canal d'écoulement. Dans la busette de coulée ou busette de coulée immergée, la couche en silice vitreuse poreuse à grains fins a une épaisseur de 2 à 20 mm et de préférence de 3 à 7 mm. La couche contient avantageusement de la silice vitreuse d'une grosseur de grain allant jusqu'à 0,5 mm. On a constaté que la busette de coulée ou busette de coulée immergée réfractaire pouvait être fabriquée en appliquant la couche de silice vitreuse d'après le procédé de moulage creux par coulée d'une barbotine de silice vitreuse dans le canal d'écoulement. La busette de coulée et la busette de coulée immergée selon l'invention renferment une couche adhésive en silice vitreuse poreuse à grains fins appliquée sur le corps de base dans le canal d'écoulement. Lors du fonctionnement, elle peut être mise directement en contact du bain d'acier sans chauffage préalable. On évite la formation de dépôts lors de la coulée et, même en cas d'usure et d'érosion de la couche de silice vitreuse dans certaines zones du canal d'écoulement, la coulée n'est pas entravée par l'obs- truction du canal de coulée. Ainsi, dans une busette de coulée, la couche liée au corps de base s 'use à mesure qu'augmente la durée de la coulée, mais lors du déroulement ultérieur constant de celle-ci, il ne se produit aucune obturation ni congélation du canal de coulée.Dans le cas d'une busette de coulée immergée, la couche se trouvant dans la partie inférieure du canal de coulée s'use rapidement après le début de la coulée, mais grâce à la couche subsistant dans la zone supérieure du canal, on empêche ensuite une obstruction lors de la poursuite de la coulée. La grande résistance à l'usure des matériaux du corps de base entre en ligne de compte et l'association avantageuse de la couche en silice vitreuse et du corps de base permettent de prolonger de façon surprenante la durée de vie dè la busette. Le corps de base de la busette de coulée et de la busette de coulée immergée réfractaires en matériaux à base de silicate d'alumine riche en alumine, d'alumine, de graphite et d'alumine, de silicate de zirconium et d'oxyde de zirconium est fabriqué d'après des procédés céramiques usuels à partir d'un mélange céramique par pressage, séchage et cuisson. Après la cuisson, on obtient un matériau d'une porosité d'un ordre de grandeur de 13 à 20 t en volume. On étanche d'un côté le canal d'écoulement de la busette de coulée au moyen d'une plaque non absorbante de manière à constituer le moule creux destiné à recevoir la barbotine de silice vitreuse. Lorsque la barbotine de silice vitreuse vient au contact du corps de base poreux absorbant, il se forme sur la surface du canal d'écoulement une pâte de silice vitreuse d'après le procédé de moulage creux.Après le séchage et la cuisson à environ 10000C, on obtient une busette de coulée comportant une couche solidaire en silice vitreuse poreuse à grains fins. Pour la fabrication de la couche de silice vitreuse à grains fins, on part d'une barbotine qui se compose de façon usuelle de silice vitreuse moulue d'une granulométrie inférieure à 10 um et, à 50 % en poids, inférieure à 3 um, de lubrifiant et d'eau. Cette barbotine contient de preférence de la silice vitreuse moulue également d'une granulo métrite plus grossière allant jusqu'à 0,1 et 0,5 mm dans une proportion de, par exemple 30 % en poids, rapportée au matériau de silice vitreuse. Sur le dessin, la busette de coulée 1 réfractaire et résistant à l'usure selon l'invention est représentée en coupe dans le sens du canal d'écoulement 2. Dans le canal d'écoulement 2, une couche 4 en silice vitreuse poreuse à grains fins est directement reliée au corps de base 3. REVENDICATIONS 1. Busette de coulée et busette de coulée immergée réfractaires résistant à l'usure comprenant un corps de base et une couche appliquée dans le canal d'écoulement pour la coulée d'aciers calmés à l'aluminium ou coulés peu au-dessus de la température du liquidus, caractérisées par le fait qu'une couche (4) en silice vitreuse poreuse à grains fins est directement reliée au corps de base (3). 2. Busette de coulée et busette de coulée immergée selon la revendication 1, caractérisées par le fait que la couche (4) en silice vitreuse poreuse à grains fins a une épaisseur de 2 à 20 mm et de préférence de 3 à 7 mm. 3. Busette de coulée et busette de coulée immergée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées par le fait que la couche (4) contient de la silice vitreuse d'une granulométrie allant jusqu a 0,5 mm. 4. Procédé pour la fabrication de la busette de coulée et de la busette de coulée immergée selon la revendication 1, caractérisées par le fait que dans le corps de base (3), on étanche d'un côté le canal d'écoulement (2), qu'on coule la barbotine de silice vitreuse dans le moule creux ainsi constitué et qu'après la formation d'une couche (4) en contact direct du corps de base (3), on enlève la barbotine en excédent, après quoi on sèche et on cuit le corps de base (3) avec la couche (4).