Brevet FR2601606A1 — publié le 19880122

Liaison réfractaire par canal pour l'acheminement d'acier en fusion dans des machines de coulée continue comportant une roue de coulée. L'invention concerne une liaison réfractaire par canal pour l'acheminement d'acier en fusion d'un récipient de distribution dans la lingotière de machines de coulée continue, formée d'une roue 15 de coulée à gorge périphérique et d'une bande d'acier recouvrant la gorge, à l'aide d'un tuyau de coulée pouvant être raccordé à la busette de coulée du récipient. Dans des installations de ce type, le jet de coulée parvient 20 en chute libre sans tuyau de coulée (protection contre la réoxydation) dans la lingotière tournante, ce qui est satisfaisant pour la fabrication d'aciers de qualité moyenne, étant donné que l'intervention d'une réoxydation de l'acier ne tire pas à conséquence. Il en est autrement lors de la coulée d'aciers de haute 25 qualité dont la masse fondue ne doit plus entrer en contact avec l'air jusqu'à la solidification. Le point critique réside dans l'acheminement hermétique de la masse fondue du tuyau de coulée dans la lingotière, parce que le tuyau de coulée ne doit pas faire saillie dans le bain de la lingotière, afin d'éviter des 30 formations de ponts et parce que d'autres moyens d'étanchéification soulèvent en outre des problèmes du fait des structures à l'entrée de la lingotière. 260 1 606 La présente invention a pour objet de créer avec des moyens simples une liaison hermétique et réfractaire par canal pour l'acheminement d'acier en fusion dans la lingotière tournante d'une roue de coulée, qui fonctionne de manière fiable et puisse être adaptée facilement aux structures environnantes. L'objectif fixé est réalisé selon l'invention pour l'essentiel en ce que le tuyau de coulée présente une pièce d'embouchure qui est ajustée avec une fente d'étanchéité par gaz tangentiel10 lement dans le profil transversal de la lingotière, est réalisée dans sa section d'écoulement en tant que chambre de pression de gaz et se termine au-dessus du niveau de remplissage de consigne. On parvient ainsi à un acheminement absolument fiable de l'acier en fusion dans la lingotière avec une entière protection 15 contre l'air extérieur, une configuration simple des structures et un montage et un démontage de la liaison par canal simples à accomplir. Le gaz comprimé inerte acheminé forme dans la section d'écoulement de la pièce d'embouchure et dans l'espace libre au-dessus du niveau de remplissage de consigne autour du jet 20 de coulée, un coussin de gaz qui alimente régulièrement en gaz la fente d'étanchéité par gaz et garantit ainsi la protection de l'acier en fusion contre l'air extérieur. La fente d'étanchéité par gaz fournit en outre un jeu relatif, ce qui facilite le placement de la liaison par canal dans la position de service. 25 La pièce d'embouchure peut être réalisée séparément, être maintenue à l'extrémité du tuyau de coulée par des moyens de serrage et présenter un raccord de gaz comprimé sur un canal de gaz conduisant à la section d'écoulement. Dans une telle conception, 30 le raccord de gaz comprimé et- des bases de raccordement pour les moyens de serrage sont prévus de manière appropriée sur la face frontale de la pièce d'embouchure, c8té canal de liaison. 26 0 1 6 0 6 1 Un joint céramique fibreux élastique se trouve en outre entre le tuyau de coulée et la pièce d'embouchure. Pour une constellation extérieure donnée dans la zone de la liaison réfractaire par canal, il est toutefois également possible de mouler la pièce d'embouchure sur un tuyau de coulée portant un raceord de gaz comprimé ou de fabriquer le tuyau de coulée et la pièce d'embouchure ensemble. Cela présente des avantages pour la manipulation de la liaison par canal et est particulièrement conseillé pour la coulée de barres plus petites. Dans les deux cas, il peut être procédé, en vue d'une configuration plus précise de la pièce d'embouchure, de manière telle que la section d'écoulement de cette dernière ait une section transversale d'entrée en forme de trou, correspondant au passage du tuyau 15 de coulée, et une section transversale de sortie plus petite que la section transversale de la barre de la valeur de la fente d'étanchéité par gaz et de l'épaisseur de paroi de la pièce d'embouchure à cet endroit. De cette manière, la section d'écoulement donne une chambre de pression efficace pour la distribution 20 du gaz sur la fente d'étanchéité par gaz. En ce qui concerne la réalisation de la liaison par canal côté récipient, l'invention propose de raccorder le tuyau de coulée à une douille d'évacuation de la sortie du récipient, qui porte 25 une restriction de dosage et de prévoir la sortie du récipient à l'intérieur d'une boîte de démarrage de coulée séparée de l'espace intérieur du récipient de distribution par une paroi. Une telle évacuation du récipient de distribution représentant l'extrémité de départ -de la liaison par canal et destinée au 30 raccordement du tuyau de coulée est bien adaptée au démarrage de coulée ouvert de la barre, d'autant que l'établissement d'une hauteur ferrostatique dans le récipient permet de ne faire intervenir 1 que de la masse fondue chaude dans le démarrage de coulée, le risque de solidifications dans la liaison par canal étant ainsi largement évité. En outre, des corps étrangers tels que du sable de démarrage de coulée ne peuvent pénétrer dans la liaison par canal lors de l'ou-5 verture de la poche pour remplir le récipient de distribution. Il convient à présent d'expliquer l'invention à l'aide du dessin sur lequel: la figure 1 représente une vue schématique d'une liaison réfractaire par canal entre un récipient de distribution et la lingotière d'une machine de coulée continue comportant une roue de coulée, la figure 2 représente une vue de dessus de la lingotière, la figure 3 représente la liaison par canal, en coupe et à plus grande échelle, la figure 4 représente une coupe selon la ligne A-A de la figure 3, la figure 5 représente une vue en direction de la flèche B de la figure 3 et, la figure 6 représente un deuxième mode de mise en oeuvre d'une liaison par canal. A la figure 1, 1 désigne un récipient de distribution uniquement représenté dans la zone d'évacuation et à partir duquel de l'acier 25 liquide est acheminé à l'abri de l'air vers la lingotière 2 d'une machine de coulée 3 comportant une roue de coulée. Cela s'effectue à l'aide d'une liaison réfractaire par canal 4 composée d'un tuyau de coulée 6 pouvant être relié à la sortie du récipient 5 et d'une pièce d'embouchure 7 adjacente qui est équipée d'un 30 raccord de gaz inerte 8. La lingotière 2 est formée d'une gorge périphérique 9 de la roue de coulée 10 et d'une bande d'acier 12 qui recouvre la gorge, circule sur des rouleaux 11 et présente 1 un dispositif de refroidissement 13 dans la zone de la lingotière, la roue de coulée 10 ayant des espaces de refroidissement 14. La barre coulée 15 qui, conformément à la figure 2, a une section transversale trapézoïdale et se soulève en 16 de la roue de coulée 10, est extraite à l'aide d'un entraîneur-redresseur 17. Comme il ressort particulièrement de la figure 3, le récipient de distribution 1 possède une enveloppe 20 et un revêtement réfractaire 21 dans lequel est placée une brique perforée 22 10 avec une douille d'évacuation 23 qui, quant à elle porte une restriction 24 dont la section transversale est adaptée au débit désiré, au cas o il survient un incident, tel qu'une rupture du tuyau de coulée, dans l'écoulement de l'acier en fusion du récipient 1. Dans des cas semblables, il existe une vanne de 15 secours 25 qui en cas d'urgence protège l'environnement de la lingotière 2 et interrompt brusquement le flux d'acier en cas de destruction de la douille d'évacuation 23. Le tuyau de coulée 6 est raccordé de manière étanche à la douille 23, à l'aide d'un joint à baïonnette 27 avec un contre-profil 28 fixé sur 1 en20 veloppe du récipient 20, en interposant une rondelle 29, Le tuyau de coulée 6 dont la forme et la réalisation sont adaptées aux données locales et aux conditions de place entre le récipient de distribution et la machine de coulée 3 comportant une roue de 25 coulée, et qui est formé courbé ou droit, porte à son extrémité la pièce d'embouchure 7. Cette dernière fait saillie dans la lingotière 2 mais se termine, lorsque le récipient 1 est en position de coulée, audessus du niveau de remplissage de consigne 26. Elle est conformée de telle sorte sur les surfaces périphériques 30 le long des parois intérieures de la lingotière 2 qu'il persiste une fente d'étanchéité 30 entourée de préférence par un matériau 1 fibreux céramique et par laquelle s'échappe du gaz inerte arrivant sous pression du raccord de gaz par le canal 31 en direction de la section d'écoulement 32 de la pièce d'embouchure 7. La section d'écoulement 32 dont la section transversale se modifie dans la direction d'écoulement et passe d'une section transversale d'entrée en forme de trou à une section transversale de sortie rectangulaire, sert en outre de chambre de collecte du gaz et de chambre de pression. L'air extérieur ou l'oxygène reste ainsi éloigné de l'intérieur de la lingotière. La liaison 10 entre le tuyau de coulée 6 et la pièce d'embouchure 7 s'effectue par l'intermédiaire d'un joint céramique fibreux élastique 33 qui compense de manière étanche la pression de raccordement de bandes de serrage 34 (figure 1). Les bandes 34 sont fixées directement ou indirectement sur le contre-profil 28 du joint à baïonnette 27. A l'autre extrémité, elles sont accrochées à des chevilles transversales 36 qui sont prévues dans les évidements 35 de la face frontale de la pièce d'embouchure 7, côté liaison. D'autres dispositifs de liaison sont possibles, dans la mesure 20 o le tuyau de coulée 6 et la pièce d'embouchure 7 sont par exemple munis au moins partiellement d'enveloppes de t8le et sont reliés par exemple entre eux par des filetages prévus sur ces enveloppes. Dans le cas d'une structure environnante appropriée entre le récipient de distribution 1 et la machine de coulée 25 3, conformément à la figure 6, il est également possible d'utiliser un tuyau de coulée 40 qui est raccordé à l'aide d'un joint à balonnette 27, 28 à la sortie 5 du récipient de distribution 1 et dont l'extrémité est réalisée en tant que pièce d'embouchure 41, ce qui donne une liaison par canal 40,41 dune pièce qui est alimentée en gaz inerte par le raccord 42. 260 160 6 1 Dans les modes de mise en oeuvre traités, l'installation de coulée est démarrée ouverte, ce qui explique qu'à la figure 3, l'espace intérieur 46 du récipient de distribution 1 muni de plaques d'isolations 45 soit divisé à l'aide d'une paroi de séparation 5 47 pour former une botte de démarrage de coulée 48 qui sépare la sortie 5. La paroi de séparation 47 munie d'un ou de plusieurs profils de trop-plein 49 pour éviter un effet de flot, établit la hauteur ferrostatique nécessaire pour la coulée. Si, au lieu de la coulée ouverte, on utilise des quenouilles habituelles 10 ou des fermetures par tiroir, il est possible de se dispenser de la boite de démarrage de coulée 48, ce qui est de toutes façons le cas avec la quenouille. REVENDICATIONS 1 1. Liaison réfractaire par canal pour l'acheminement d'acier en fusion d'un récipient de distribution dans la lingotière de machines de coulée continue, formée d'une roue de coulée à gorge périphérique et d'une bande d'acier recouvrant la gorge, à l'aide 5 d'un tuyau de coulée pouvant être raccordé à la busette de coulée du récipient, caractérisée en ce que le tuyau de coulée (6 ou 40) présente une pièce d'embouchure (7 ou 41) qui est ajustée avec une fente d'étanchéité par gaz (30) tangentiellement dans le profil transversal de la lingotière (2), est réalisée dans sa 10 section d'écoulement (32) en tant que chambre de pression de gaz et se termine au-dessus du niveau de remplissage de consigne (26). 2. Liaison par canal selon la revendication 1, caractérisée en 15 ce que la pièce d'embouchure (7) est réalisée séparément, est maintenue à l'extrémité du tuyau de coulée (6) par des moyens de serrage (34) et présente un raccord de gaz comprimé (8) sur un canal de gaz (31) conduisant à la section d'écoulement (32). 3. Liaison par canal selon la revendication 2, caractérisée en ce que le raccord de gaz comprimé (8) et des bases de raccordement (35, 36) pour les moyens de serrage (34) sont prévus sur la face frontale de la pièce d'embouchure (7), côté canal de liaison. 4. Liaison par canal selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'un joint céramique fibreux élastique (33) est prévu entre le tuyau de coulée (6) et la pièce d'embouchure (7). 5. Liaison par canal selon la revendication 1, caractérisée en 30 ce que la pièce d'embouchure (41) fait partie d'un tuyau de coulée (40) présentant un raccord de gaz comprimé (42) prolongé vers la section d'écoulement (32). 1 6. Liaison par canal selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la section d'écoulement (32) de la pièce d'embouchure (7) a une section transversale d'entrée en forme de trou, correspondant au passage du tuyau de coulée, 5 et une section transversale de sortie plus petite que la section transversale de la barre (15) de la valeur de la fente d'étanchéité par gaz (30) et de l'épaisseur de paroi de la pièce d'embouchure (7) à cet endroit. 7. Liaison par canal selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tuyau de coulée (6 ou 40) est raccordé à une douille d'évacuation (23) de la sortie du récipient (5), qui porte une restriction de dosage (24). 8. Liaison par canal selon la revendication 7, caractérisée en ce que la sortie du récipient (5) est prévue à l'intérieur d'une boite de démarrage de coulée (49) séparée de l'espace intérieur (46) du récipient de distribution (1) par une paroi (47). 9. Liaison par canal selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un joint céramique fibreux annulaire est prévu dans la fente d'étanchéité par gaz (30).