Brevet FR2672527A1 — publié le 19920814

BUSETTE DE COULEE COMPORTANT UN REVETEMENT CERAMIQUE IMPERMEABLE Lorsque l'oncoule par le fond un métal liquide tel que l'acier à partir d'un récipient tel qu'une poche ou un répartiteur, il est connu d'utiliser en tant qu'organe de coulée une busette poreuse permettant d'injecter un gaz neutre, par exemple l'argon dans l'écoulement du métal liquide. Des busettes poreuses de ce type sont décrites par exemple dans les documents FR-A-2 169 894 au EE-A- 59 805. Ia busette est constituée d'un matériau réfractaire perméable aux gaz, en partie ou en totalité.L'injection d'un gaz a pour but principal d'empêcher les dépôts dans le canal de coulée de la busette, par exemple le dépôt d'alumine pour la coulée d'acier calmé à l'aluminium. Ia pression de ce gaz doit entre supérieure à la pression ferrostatique de l'acier. Afin d'éviter qu'il ne s'échappe essentiellement par la périphérie de la busette, il est connu d'enfermer cette dernière dans une bande de tôle au dans une enveloppe métallique qui est cimente au matériau réfractaire de la busette. on utilise un ciment le moins perméable possible, par exemple un ciment lié au phosphate d'aluminium. Toutefois l'utilisation d'une enveloppe métallique de oe type présente des inconvénients. En effet, les coefficients de dilatation thermique de l'acier et du matériau réfractaire sont très différents. Il en résulte des problèmes de dilatation différentielle. Cette dilatation différentielle conduit à une fissuration du citent qui lie l'enveloppe métallique et la busette. le gaz sous pression s'échappe alors par ces fissures. Une fraction seulement du gaz injecté pénètre dans l'acier, le reste étant évacué inutilement vers l'extérieur. Il en resulte donc une diminution d'efficacité qui conduit à augmenter le débit du gaz, ce qui entraîne un surcoût.Dans certains cas même les fuites sont tellement importantes que l'injection de gaz devient totalement inefficace. Ia présente invention à pour objet une busette de coulée qui permet de remédier à ces s inconvénients. Cette busette permet de supprimer de manière efficace les fuites de gaz à la périphérie de la busette. En particulier on évite l'apparition d'un jeu entre le matériau réfractaire et l'enveloppe métallique conduisant à la fissuration du ciment. Ces résultats sont obtenus, conformément à l'invention, par le fait que la busette comporte un corps réalise au mo m s partiellement en un matériau réfractaire perméable au gaz qui est revêtu extérieurement d'un revêtement céramique imperméable aux gaz. Selon un premier exemple de réalisation le matériau de revêtement céramique imperméable aux gaz présente essentiellement la composition suivante, en poids : SiO2 : 50 à 80 % , A1203 : 5 à 15 % , B203 : 5 à 20 % , K20 : 1 à 3 % , Na2O : 0 à 15 % , Fe2O3 : 0,5 à 2 % CO@O3/MoO3 : 0 à 3 % ,C : 1 à 5 % , autres : 0 à 1,5 %. Selon un autre mode de réalisation préférentiel le matériau de revêtement céramique imperméable aux gaz est mis en oeuvre à partir d'une suspension acqueuse contenant environ 30 à 85 % en poids d'un constituant finement divisé choisi parmi les grains de silice fondue, la poudre d'alumine, la poudre de zircone, la poudre de ntillite, et les bulles d'alumine ; O à environ 10 % en poids d'une charge céramique choisie parmi les fibres d'alumine - silice, les fibres de zircone, les fibres de bioxyde de titane, les fibres de chrome- alumine, les bulles d'alumine, et les bulles de zircone ; environ 15 à 30 % en poids d'eau ;O à 7 % en poids d'un liant choisi parmi le sodium hexamétaphosphate, silicate de silicium, les résines acryliques et O à environ 40 % en poids d'une frite génératrice de verre. Le revétement céramique imperméable aux gaz peut être constitué de plusieurs couches de matériaux différents. L'utilisation d'un revêtement extérieur de matériau céramique imperméable aux gaz présente plusieurs avantages. Les coefficients de dilatation thermique du matériau poreux qui constitue la busette et du matériau céramique qui constitue le revêtement sont très proches. En conséquence les problèmes de dilatations thermiques différentiels sont supprimés. On évite comme dans l'art antérieur l'apparition d'un jeu entre l'enveloppe métallique et la busette. L'utilisation d'un ciment et les riss de fissurations sont supprimés, D'autre part la liaison entre le matériau réfractaire de la busette et le matériau de revêtement est nettement meilleure que celle qui est procurée par le ciment utilisé traditionnellement.Grâce à ces caractéristique on supprime totalement les fuites de gaz neutre par la périphérie de la busette. Il en résulte une meilleure efficacité et une diminution de la consommation de gaz. Corrélativemerrt la durée de vie de la busette est accrue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif en référence à la figure unique annexée qui représente une vue en coupe d'une busette conforme à l'invention. La busette, désignée dans son ensile par la référence générale 1 comporte un corps 2 réalisé en un matériau perméable aux gaz. Le corps 2 est traversé de part en part par un canal axial de coulée 3. Ia busette présente une forme tronconique à sa partie supérieure et cylindriqpe à sa partie inférieure. La busette est destinée à être adaptée à la partie inférieure d'un récipient contenant de l'acier tel qu'une poche W un répartiteur. Afin d'éviter un dépôt dans le canal 3, il est connu, d'injecter de l'argon. Pour cela un ou plusieurs raccords tel que 4, par exemple deux, ont été montes à la périphérie de la busette 1.Ces raccords permettent d'adapter des canalisations d'amenée d'un gaz , par exemple l'argon. Ils sont montés sur une bande d'acier 8 qui cercle la busette 1 dans sa partie cylindrique. La d'acier 8 a pour fonction de maintenir les raccords d'injection de gaz 4 dans le corps de la busette. On a prévu une chambre 5 dans l'épaisseur de la paroi de la busette. Cette chambre 5 permet la répartition du gaz sur toute la hauteur de la busette. Elle est raccordée par des canaux radiaux 6 aux raccords 4. En fonctionnement le gaz pénètre par les canaux 6 jusqu'à la chambre 5 et se répartit sur toute le hauteur de la busette avant de traverser l'épaisseur de matériau réfractaire perméable qui sépare la chambre 5 du canal longitudinal 3. On remarque que, afin de favoriser l'injection du gaz dans le jet d'acier, le chambre 5 est située plus près de la paroie intérieure de la busette que de la paroie extérieure. Toutefois, étant donné que le gaz doit nécessairement être injecté sous pression en raison de la pression ferrostatique de l'acier, le gaz a également tendance à traverser également l'épaisseur de matériau perméable qui le sépare de la périphérie extérieure de la busette. C'est la raison pour laquelle la busette 1 a été revêtue extérieurement, d'une couche d'un matériau céramique réfractaire 7. Dans l'exemple décrit, l'épaisseur de la couche est de 2 ma. La liaison entre le matériau céramique impermrable 7 et le matériau perméable qui constitue le corps de la busette est excellente. D'autre part les coefficients de dilatation de ces deux matériaux sont tres proches de telle sorte que les problèmes de dilatation thermique différentiels de l'art antérieur sont supprimés. 1. Busette de coulée comportant un corps (2) réalisé au moins partiellement en un matériau réfractaire perdable aux gaz, caractérisée en oe qu'elle est revêtuée extérieurement d'un revêtement céramique imperméable (7). 2. Busette selon la revendication 1 caractérisée en oe que le revêtement imperméable (7) présente essentiellement la composition suivante en poids SiO2 : 50 à 80 %, Al2O3 : 5 à 15 % ; B2O3 : 5 à 20 % : : 1 à 3 % , Na20 : 0 à 15 % , Fe2O3 : 0,5 à 2 % CO2O3/MoO3 : 0 à 3 % , C : 1 à 5 % , autre : 0 à 1,5 %. 3. Busette de coulée selon la revendication 1 caractérisée en ce que le revêtement imperméable (7) est mis en oeuvre à partir d'une suspension acpeuse contenant environ 30 à 85 % en poids d'un constituant finement divisé choisi parmi les grains de silice fondue, la poudre d'alumine, la poudre de zircone, la poudre de mullite, et les bulles d'alumine ; O à environ 10 % en poids d'une charge céramique choisie parmi les fibres d'alumine- silice, les fibres de zircone, les fibres de bioxide de titane, les fibres de chrome - - alumine, les bulles d'alumine, et les bulles de zirccoe ; environ 15 à 30 % en poids d'eau t O à 7 % en poids d'un liant choisi parmi le sodium hexamétaphosphate, silicate de silicium et les résines acryliques et O à environ 40 % en poids d'une frite génératrice de verre. 4. Busette de coulée selon une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la dite couche de revêtement imperméable (7) est constitéée de plusieurs couches de matériaux différents.