Brevet FR2609913A1 — publié le 19880729

TUBE D'AMORCAGE DE COULEE POUR UN RECIPIENT DE MATIERE EN _FUSIQN_ NOTAMMENT DE METAL EN.FUSION, COMPRENANT UNE OUVERTURE DE COULEE DANS SON FOND La presente invention se rapporte à un tube d'amorçage de coulée pour un récipient de matière en fusion comprenant une ouverture de coulée dans son fond. notamment pour un obturateur à coulisse d'un récipient lntermedlaire ou panier de coulée continue de métaux, le tube d'amorçage condamnant l'ouverture de coulée jusqu'à ce qu'il soit éliminé lorsque le bain de matière en fusion atteint un niveau déterminé dans le récipient. Un tel tube d'amorçage de coulée est utilisé, par exemple, lorsque un obturateur à coulisse d'un panier de coulée continue doit être utilisé en position ouverte pour amorcer une coulée. Pour cet amorçage de coulée, il est nécessaire que le tube d'amorçage libère, de facon presque lnstantanee, l'écoulement de l'acier en fusion dans un canal de coulée. Selon l'état de la technique, le tube d'amorçage de coulée disposé dans l'ouverture de coulée du récipient contenant la matière en fusion est arraché manuellement à l'aide d'une tige d'acier. Il s'agit là d'une opération qui n'est pas sans présenter des dangers. Dans le cas d'installations de coulée continue d'acier à plusieurs lignes. cette opération doit être effectuée simultanément sur les différentes lignes. Dans le cas o le récipient contenant la matière en fusion est couvert, une élimination manuelle des tubes d'amorçage de coulée n'est pratiquement pas possible. La présente invention a pour objet de réaliser un tube d'amorçage de coulée du type definl ci-dessus, de manière que le tube d'amorçage libère de lui-même l'écoulement de la matière en fusion lorsque le bain de matière en fusion dans le récipient atteint un niveau prévu pour la coulée. Selon l'invention, cet objet est atteint, dans le cas d'un tube d'amorçage de coulée du type défini ci- dessus, par le fait que le tube d'amorçage présente sur sa périphérie en dessous dudit niveau de bain un emplacement de rupture prescrit réalisé de manière à se rompre sous l'effet de fusion de la matière en fusion et/ou sous la poussée ascenslonnelle de la partie de tube se trouvant dans la matière en fusion au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit. Cela assure que le tube d'amorçage de coulée ou plusieurs tubes d'amorçage de coulée libère(nt) de façon pratiquement instantanée de lui- même (d'eux-mêmes) l'écoulement de la matière en fusion dès que le bain de matière en fusion dans le récipient (panier) atteint un niveau prédétermine. Une intervention manuelle est ainsi superflue. L'emplacement de rupture prescrit peut être réalisé de maniere a se rompre uniquement par l'effet de fusion exerce sur elle par la matière en fusion (acier). La partie du tube se trouvant au-dessus de l'emplacement. de rupture prescrit est alors éliminée d'elle-même, de sorte que l'écoulement de la matière en fusion, par exemple d'acier en fusion dans une entrée d'obturateur à coulisse. se trouve libére. La rupture de l'emplacement de rupture prescrit peut cependant être obtenue également et être en particulier renforcée par le fait que la partie du tube située au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit subit dans la matière en fusion une poussée ascenslonnelle qui représente une sollicitation supplémentaire de l'emplacement de rupture prescrit. De préférence, le tube d'amorçage de coulée peut être concu de manière que la poussée ascenslonnelle augmente avec la montée du niveau du bain. Le tube d'amorçage peut, par exemple, presenter une forme conique divergente dans sa partie superieure, au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit. Dans ce cas, la partie supérieure conique du tube d'amorçage peut être réalisée sous la forme d'un élément séparé qui est relié à une partie de tube inférieure cylindrique, l'emplacement de liaison entre les deux parties de tube constituant l'emplacement de rupture prescrit. Suivant un mode de réalisation, le tube d'amorçage présente a sa partie supérieure un corps de poussée ascensionnelle en dents de scie. Un tel corps provoque non seulement une poussee ascenslonnelle, mals également un mouvement de rotation. Suivant un autre mode de réalisation, une bague de poussée ascenslonnelle est disposée sur le tube d'amor- çage au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit. L'emplacement de rupture prescrit peut être constitué par une gorge ayant une surface de fond cylindrique. De préférence, l'emplacement de rupture prescrit est disposé à proximité au-dessus du fond du récipient contenant la matière en fusion. En se référant aux dessins annexés, on va décrire cl-après plus en détail plusieurs modes de réalisation illustratifs et non limitatifs de l'invention; sur les dessins: la figure i représente un tube d'amorçage de coulée dans le fond d'un récipient de matière en fusion; la figure 2 représente un tube -d'amorçage de coulée avec bague de poussée ascensionnelle dans le fond d'un récipient de matière en fusion; la figure 3 représente un tube d'amorçage de coulée comportant un cône de poussée ascensionnelle; la figure 4 représente une variante du tube de la figure 3: la figure 5 représente un tube d'amorcage de coulée avec un corps de poussée ascensionnelle en dents de scie; et la figure 6 représente un diagramme vectoriel expliquant le fonctionnement du corps de poussée ascenslonnelle en dents de scie de la figure 5. Un récipient ou cuve 1 de matière en fusion, par exemple un récipient intermédiaire dit panier pour une installation de coulée continue d'acier, présente dans son fond 2 une ouverture de coulée 3. Le niveau du bain 4 d'acier en fusion dans le récipient 1 est référencé 5. Dans l'ouverture de coulée 3 est rapporté un tube d'amorçage de coulée 6 qui s'étend à travers le bain 4 jusqu'au-dessus du niveau 5 et qui condamne ainsi l'ouverture de coulée 3. Le tube d'amorçage 6 présente un emplacement de rupture prescrit 7 circonférenciel. Dans les exemples de réalisation suivant les figures 1 à 3. l'emplacement de rupture prescrit 7 se trouve près du fond 2. Il est situé au-dessus du fond 2 afin que lors de sa rupture, des scories et autres corps étrangers ie puissent pas pénétrer dans l'ouverture de coulée 3, mals restent par contre dans le récipient 1. Dans les exemples de réalisation suivant les figures 1 à 3, l'emplacement de rupture prescrit 7 est constitué par une gorge ayant une surface de fond 8 cylindrique. Alnsi. l'acier en fusion 4 agit de façon orlentee dans le sens d'une rupture de l'emplacement de rupture prescrit 7. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 1, le tube d'amorçage 6 présente un diamètre extérieur uniforme, excepte à l'emplacement de rupture prescrit 7. L'acier en fusion 4 ne produit ainsi pas de poussée ascenslonnelle sur le tube d'amorçage 6. Le tube d'amorçage 6 est attaque par l'acier en fusion 4 de manière qu'au bout d'un certain temps, l'emplacement de rupture prescrit 7 se trouve rompu par fusion. De ce fait, la partie supérieure 6' du tube 6 est séparée de la partie lnferleure 6" du tube. La partie supérieure 6' du tube flotte sur le bain d'acier 4, de sorte que ce dernier peut s'écouler à travers la partie inférieure 6" dans l'ouverture de coulée 3. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2, une bague cylindrique 10 de poussée ascensionnelle est fixée à la partie supérieure 6' du tube, au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit 7. La face fontale 1! de la bague 10 dépasse vers l'extérieur le tube d'amorçage de coulée 6. Dès que le niveau 5 du bain d'acier 4 dépasse la face frontale 11, une poussée ascensionnelle est exercée sur la partie supérieure 6' du tube. Cette poussée sollicite à la traction l'emplacement de rupture prescrit 7, en complément à l'action chimique par l'acier en fusion 4. De ce fait, la rupture de l'emplacement de rupture prescrit 7 se trouve renforcée par la poussée ascensionnelle. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 3, le tube d'amorçage de coulée 6 présente à sa partie supérieure 12 une forme tronconique divergeant vers le haut. Il se produit ainsi une poussée ascenslonnelle sur la partie supérieure 6' du tube, dès que le niveau 5 du bain d'acier 4 atteint la zone conique 12. Sur la figure 3, on a réferencé F la surface annulaire maximale sur laquelle peut s'exercer la poussée ascensionnelle. De ce fait, l'emplacement de rupture prescrit 7 est sollicité par un effort de traction qui croît avec la montée du niveau 5 du bain d'acier 4. Lors de la rupture de l'emplacement 7, l'ouverture de coulée 3 est libérée de façon pratiquement instantanee, Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 4, le tube d'amorçage de coulée 6 est composé de deux parties 6', 6" fabriquées séparément. La partie inférieure de tube 6" est cylindrique. La partie supérieure de tube 6' présente une forme tronconique divergeant vers le haut. L'emplacement de rupture prescrit 7 est forme lCi par l'emplacement de liaison entre les deux parties de tube 6', 6". A cet emplacement de liaison, les parties de tube 6', 6" sont emboîtées et collées l'une a l'autre. Sous l'action de la montée du niveau 5 du bain d'acier en fusion 4, l'emplacement de rupture prescrit 7 subit un effort qui supprime la liai- son, de sorte que la partie supérieure de tube 6' se trouve séparée de la partie inférieure de tube 6", ce qui libere de nouveau l'écoulement de l'acier en fusion 4. La figure 5 représente un tube d'amorcage de coulée 6 avec un corps de poussée ascensionnelle 13 en dents de scie, disposé à la partie supérieure de tube 6'. Par la conformation en dents de scie de la face inférieure du corps de poussée ascensionnelle 13 sur tout le pourtour.le tube subit à la fois une poussée axiale et une rotation (couple), de sorte que l'arrachement du tube à l'emplacement de rupture prescrit ou à l'emplacement de liaison avec le fond du récipient se trouve renforcé et régularisé, c'est-à-dire qu'il se produit une séparation brusque du tube. La figure 6 montre, sous forme de diagramme vectoriel, la répartition des efforts axiaux de poussée ascensionnel]e et de rotation agissant sur la partie supérieure 6'en dents de scie du tube selon la figure 5. REVENDICATIONS 1. Tube d'amorçage de coulée pour un récipient de matière en fusion comprenant une ouverture de coulée dans son fond, notamment pour un obturateur à coulisse de récipient intermédiaire ou panier de coulée continue de métaux, le tube d'amorçage condamnant l'ouverture de coulée jusqu'à ce qu'il soit éliminé lorsque le bain de matière en fusion atteint un niveau déterminé dans le récipient, caractérisé par le fait que le tube d'amorçage de coulée (6) présente sur sa périphérie, en dessous dudit niveau de bain (5), un emplacement de rupture prescrit (7) réalisé de manière à se rompre sous l'effet de fusion de la matière en fusion (4) et/ou sous la poussée ascenslonnelle de la partie de tube (6') se trouvant dans la matière en fusion (4) au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit (7). 2. Tube d'amorçage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube d'amorçage (6) est réalisé de telle manière que la poussée ascenslonnelle croît avec la montee du niveau de bain (5). 3. Tube d'amorçage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube d'amorçage (6) présente dans sa partie supérieure (6',12) une forme conique divergeant vers le haut. 4. Tube d'amorçage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie supérieure conique (6', 12) du tube est réalisée sous la forme d'un élément séparé qui est relié a une partie inférieure de tube cylindrique (6"), et que l'emplacement de liaison entre les deux parties constitue l'emplacement de rupture prescrit (7). 5. Tube d'amorçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube d'amorçage (6) présente à sa partie supérieure (6') un corps de poussée ascenslonnelle (13) en dents de scie. 6. Tube d'amorçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bague de poussée ascensionnelle (10) est disposée sur le tube d'amorçage au-dessus de l'emplacement de rupture prescrit (7). 7. Tube d'amorçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'emplacement de rupture prescrit est constitué par une gorge (7) ayant une surface de fond cylindrique (8). 8. Tube d'amorçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'emplacement de rupture prescrit (7) est disposé à proximité au-dessus du fond (2) du récipient.