Brevet FR2666258A1 — publié le 19920306

BUSETTE D'ALIMENTATION DE METAL LIQUIDE POUR UNE LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE L'invention a pour objet une busette d'alimentation de métal liquide, notamment d'acier, dans une lingotière de coulée continue. On sait que ces busettes sont classiquement formées d'un tube réfractaire dont l'extrémité inférieure plonge dans le bain de métal liquide. Pour certaines catégories d'aciers, on cherche à obtenir des teneurs en hydrogène et en azote dissous aussi faibles que possible dans le métal liquide avant sa solidification dans la lingotière d'une machine de coulée continue. En effet, des teneurs excessives en gaz dissous peuvent causer la formation de porosités lors de la solidification du produit. D'autre part, la présence de ces éléments détériore certaines propriétés d'emploi du métal. La méthode classiquement employée pour obtenir ces faibles teneurs en gaz est de soumettre à une pression réduite (de l'ordre de 1 torr) l'ensemble du métal destiné à etre coulé, alors qu'il se trouve encore dans la poche de traitement. Les fours-poches sous vide ou lesbdégazeurs du type DH ou RH sont les principales installations adaptées à cet usage.Ces installations doivent être équipées de moyens d'aspiration des gaz très puissants, du fait des grandes quantités de métal mises simultanément en jeu. D'autre part, les faibles teneurs en gaz dissous ainsi obtenues en poche sont ensuite dégradées lors du transvasement et du séjour du métal dans le répartiteur de coulée continue, car le métal peut alors absorber de l'air atmosphérique et de l'humidité contenue dans les réfractaires et les poudres de couverture du répartiteur. L'invention a donc pour but de réaliser une busette agencée de manière à permettre un dégazage du métal liquide avant sa solidification, pouvant s'ajouter ou se substituer au dégazage habituellement pratiqué lors du séjour du métal en poche. Suivant l'invention, la busette comprend un tube réfractaire et un tube extérieur enveloppant le tube réfractaire précité et s'étendant vers le bas au-delà d'un fond horizontal de fermeture de ce dernier en délimitant avec ce fond un passage annulaire, des orifices sont ménagés dans l'extrémité inférieure dudit tube pour permettre l'écoulement du métal liquide par ces orifices dans l'espace annulaire entre les deux tubes puis par ledit passage annulaire dans le moule, et ledit espace annulaire est relié à des moyens de mise sous vide partiel de cet espace, afin de dégazer le métal liquide durant son écoulement dans l'espace annulaire entre les deux tubes. Ce dégazage est particulièrement avantageux en ce qu'il intervient juste avant la solidification du métal, alors qu'une contamination ultérieure par l'atmosphère ou des matériaux humides n'est plus à craindre. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre un mode de réalisation non limitatif. La figure unique est une vue en coupe verticale partielle d'une busette d'alimentation en métal liquide d'une lingotière réalisée conformément à l'invention. On voit sur la figure la paroi 1 d'une lingotière contenant un bain 2 d'un métal liquide tel que de l'acier, dans lequel est plongée l'extrémité inférieure d'une busette 3 d'alimentation. Cette busette 3 est reliée au fond 10 d'un répartiteur 11 contenant le métal liquide M. Celui-ci s'écoule hors du répartiteur 11 par un orifice 12 obturé partiellement ou totalement par une quenouille 13 dont les mouvements verticaux ascendants ou descendants permettent de régler le débit de sortie du métal M. La quenouille 13 peut être percée selon son axe par un conduit 14 à travers lequel est insufflé un gaz neutre. La busette 3 est constituée d'un double tube à savoir : un premier tube intérieur 4, d'axe vertical XX, et un second tube extérieur 5 enveloppant le tube 4 et qui délimite avec ce dernier un espace annulaire intercalaire 9. Ces deux tubes sont réalisés en un matériau réfractaire. Le tube 4 est obturé à son extrémité par un fond horizontal 6, et sa paroi est percée de plusieurs orifices 7 répartis sur sa périphérie et étagés en hauteur au-dessus du fond 6 sur plusieurs niveaux, par exemple sur deux niveaux comme représenté. L'extrémité inférieure du tube extérieur 5 s'étend vers le bas, au-delà du fond 6 et se prolonge par un fond annulaire horizontal 5a pouvant être pourvu d'un retour vertical annulaire 5b. Ce dernier délimite avec le fond 6 un passage annulaire 8 permettant au métal liquide M de passer de l'espace 9 dans le bain 2. L'espace interca laire 9 est relié par un orifice 15 à une pompe 16 de mise sous vide partiel L'effet technique de cette busette est le suivant. Le métal liquide M arrivant dans le tube 4 est forcé, par le fond 6, à passer par les orifices 7, formant des ouïes, dans l'espace intercalaire 9 placé sous vide par la pompe 16 (flèche F). Durant son écoulement dans l'espace 9, il subit donc un dégazage, puis il parvient dans le bain 2 par le passage 8, son trajet étant indiqué par les flèches portées sur le dessin. La quantité de métal sous vide à chaque instant est donc très faible, ce qui permet de réduire l'importance de la station de pompage nécessaire. Celle-ci doit être préférentiellement capable d'assurer le maintien dans l'espace 9 d'une pression partielle d'hydrogène et/ou d'azote de 1 à quelques torrs. Un gaz inerte peut être injecté en quantité importante par la quenouille 13 du répartiteur 11 grâce à laquelle le débit de métal est régulé. Ceci a pour effet d'accélérer le dégazage, d'une part, par entrainement de l'hydrogène et de l'azote par les bulles de gaz inerte, et d'autre part par abaissement des pressions partielles de ces gaz dans l'espace 9. Une telle injection de gaz est habituellement pratiquée sur certaines machines pour améliorer la propreté inclusionnaire du métal et éviter le bouchage des busettes du répartiteur. En variante, il est possible de prévoir des moyens d'injection 16 d'un gaz inerte, accentuant le dégazage, à travers l'extrémité inférieure ou la paroi latérale du tube extérieur 5, au moyen d'un ou de plusieurs orifices 17 ou d'éléments perméables au gaz. Cette injection doit avoir lieu en-dessous du niveau 18 atteint normalement par le métal pendant la coulée, afin que le gaz neutre puisse barboter à l'intérieur du métal liquide M. Enfin, il est possible de désolidariser complètement le tube 4 du tube extérieur 5, et de ne les assembler que juste avant le début de la coulée. Cela permet de réaliser leur préchauffage séparément, sans que la présence du tube extérieur 5 ne constitue une gêne pour la mise en température du tube 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la configuration qui vient d'être décrite et représentée. D'autres géométries de la busette et du tube extérieur peuvent être utilisées, si elles permettent d'obtenir l'effet de dégazage recherché. En particulier, on peut prévoir qu'un ou plusieurs des orifices de la busette 4 soient situés au-dessus du niveau normal atteint par le métal M dans le tube extérieur 5. Ainsi le jet de métal s'écoulant par ces orifices est directement exposé à la pression réduite, ce qui accentue son dégazage. REVENDICATIONS 1. Busette d'alimentation de métal liquide pour une lingotière de coulée continue, comportant un tube réfractaire (4), caractérisé en ce qu'elle comprend un tube extérieur (5) enveloppant le tube précité (4) et s'étendant vers le bas au-delà d'un fond (6) horizontal de fermeture dudit tube réfractaire (4) en délimitant avec ce fond un passage annulaire (8), en ce que des orifices (7) sont ménagés dans l'extrémité inférieure dudit tube (4) pour permettre l'écoulement du métal liquide (M) par ces orifices dans l'espace annulaire (9) entre les deux tubes puis par ledit passage annulaire (8) dans le moule, et en ce que ledit espace annulaire (9) est relié à des moyens (16) de mise sous vide partiel de cet espace, afin de dégazer le métal liquide (M) durant son écoulement dans l'espace annulaire entre les deux tubes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la busette (3) est munie de moyens d'injection (17) d'un gaz inerte dans le métal liquide à travers l'extrémité inférieure de la paroi du tube extérieur (5). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les orifices (7) du tube intérieur (4) de la busette (3) sont étagés en hauteur au-dessus du fond (6).