Brevet FR2682900A3 — publié le 19930430

FR 2682900 A3 19930430 FR 9113257 A 19911028 La présente invention concerne une busette de coulée de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux, notamment d'acier dans une installation sidérurgique. Comme on le sait, les busettes de coulée sont habituellement constituées d'un tube en matériau réfractaire, qui présente donc une certaine porosité naturelle. I1 en résulte que la protection de la colonne du métal liquide coulé au sein de la busette contre les infiltrations d'oxygène atmosphérique à travers la paroi de la busette n'est pas parfaite. Ce manque d'étanchéité de la busette entraîne la formation d'inclu- sions d'oxydes dans le métal coulé, inclusions qui sont souvent nuisibles à la qualité du produit obtenu. L'invention a pour but de proposer une busette conçue de manière à être largement plus étanche à l'oxygène atmosphérique qu'une busette classique. Conformément à l'invention, une chambre annulaire délimitée par deux parois coaxiales est ménagée à l'intérieur du tube réfractaire constituant la busette, et est emplie d'un gaz neutre formant un écran gazeux entre les deux parois. Cet écran gazeux s'oppose au passage de l'oxy- gène atmosphérique à travers le matériau réfractaire vers le métal liquide > avec une efficacité d'autant plus grande qu'il est maintenu pratiquement statique, et de préférence à une pression sensiblement supérieure à la pression atmosphérique. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, la paroi intérieure de la busette contient à sa base un barreau réfractaire poreux, s'étendant sur au moins une partie de la circonférence de ladite paroi. Alors que le reste de la double paroi constitu tive de la busette est réalisé en un réfractaire dense le moins poreux possible, ce barreau annulaire ménagé à la base de la paroi interne permet le passage du gaz neutre dans le métal liquide coulé au bas de la colonne que forme ce dernier dans la busette. Le barbotage qui en résulte favorise la décantation des inclusions pré- sentes dans le métal liquide en les entraînant vers le haut, une fois en lingotière jusqu'à la surface du métal liquide dans la lingotière. Un autre effet favorable de cette injection gazeuse au bas de la busette est d'éviter le bouchage du passage de métal liquide par engraissement progressif de la paroi du tube par du métal solidifié. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un répartiteur de métal liquide équipé d'une busette de coulée et placé au-dessus d'une lingotière. La figure 2 est une vue en perspective partielle avec coupe axiale d'une forme de réalisation de la busette de coulée continue selon l'invention et de son système d'alimentation en gaz neutre. L'installation représentée à la Fig.1 comprend, de manière connue en soi, un répartiteur 1 contenant un bain de métal liquide 2, par exemple de l'acier, dont le fond est équipé d'une busette 3 de coulée du métal liquide 2 dans une lingotière 4. La busette 3 est habituellement constituée d'un tube en matériau réfractaire tel que de l'alumine graphitée, présentant une certaine porosité naturelle. Dans la busette 5 conforme à l'invention, représentée à la Fig.2, est ménagée, entre son extrémité supérieure et des ouïes inférieures 10, une chambre annulaire 6 délimitée par deux parois coaxiales 7, 8. Cette chambre 6 est emplie d'un gaz neutre, par exemple de l'azote ou de l'argon, formant un écran gazeux entre les deux parois 7, 8. Avantageusement, ce gaz neutre est maintenu, pendant la coulée du métal liquide 2, à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. De plus, la chambre étant close, le gaz neutre n'y circule pas et y reste donc statique ou quasi-statique, le seul débit significatif à entretenir le cas échéant étant le débit de barbotage. A cet effet la paroi intérieure 8 comporte avantageusement à sa base un barreau réfractaire poreux 9 dont la porosité est volontairement accentuée par rapport à celle du reste des parois 7, 8, et qui s'étend sur au moins une partie de la circonférence de ladite paroi 8. Les moyens d'alimentation de la chambre 6 en gaz neutre comprennent une source 11 de gaz comprimé, une canalisation 12 d'alimentation reliée à la source 11 et débouchant à travers la paroi extérieure 7 dans la chambre 6. De plus le circuit est équipé d'une capteur de pression 13 placé à l'intérieur de la chambre 6, à l'extrémité d'une canalisation 14 munie d'un régulateur de pression 15 et dont l'autre extrémité débouche dans la canalisation 12. L'effet technique du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. Le gaz neutre remplit la chambre 6 à une pression de consigne prédéterminée, légèrement supérieure à la pression atmosphérique par exemple de 0,2 bars. Cette pression est contrôlée par le capteur 13 et le régula teur 15, qui la maintient à sa valeur de consigne. L'écran gazeux remplissant la chambre 6 en surpression par rapport à la pression atmosphérique, s'oppose à l'entrée de l'oxygène atmosphérique dans la chambre 6 et à sa traversée de la paroi intérieure 8. Cet écran gazeux est statique, ou quasi statique si l'on tient compte du passage d'une faible quantité de gaz neutre dans le métal liquide à travers le barreau poreux inférieur 9 et dans une mesure encore plus faible, des fuites en raison de la porosité naturelle du matériau réfractaire. Cette quasi absence de circulation gazeuse dans la chambre 6, conjointement avec sa surpression par rapport à l'atmosphère extérieure, maintient une étanchéité maximum de ce matelas gazeux par rapport à l'oxygène atmosphérique, étanchéité qui pourrait en effet être dégradée par toute circulation gazeuse intempestive. Par ailleurs, après sa traversée du barreau 9, le gaz neutre entraîné en lingotière par le flux de métal liquide barbote dans ce dernier au sein de la lingotière 4, et provoque ainsi une décantation des inclusions vers le haut jusqu'à la surface du métal liquide sur laquelle surnage une couche 16 de laitier capturant ces inclusions. La traversée du barreau 9 par du gaz neutre pourrait éventuellement entraîner dans le métal liquide une faible quantité d'oxygène. Ce risque est écarté grâce au contrôleur de pression 15 et au capteur 13, qui permettent de maintenir dans la chambre annulaire 6 une pression de gaz neutre supérieure à la pression atmosphérique. A titre indicatif numérique non limitatif, les parois 7 et 8 peuvent avoir chacune une épaisseur de îOmm environ, la chambre annulaire 6 ayant une largeur de 5 à 10mu. L'invention permet donc d'isoler le métal liquide dans la busette 5 de l'atmosphère extérieure, malgré la porosité du réfractaire constituant les parois 7 et 8, et évite donc pratiquement toute inclusion d'oxyde dans le métal coulé. Le barreau 9 n'est pas indispensable. Dans une busette dépourvue d'un tel barreau poreux, l'écran de gaz neutre dans la chambre 6 ne subit aucun mouvement et est donc rigoureusement statique, favorisant ainsi une étanchéité maximum à l'atmosphère extérieure. REVENDICATIONS 1. Busette (5) de coulée de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux, notamment d'acier, constituée d'un tube en matériau réfractaire, caractérisée en ce qu'une chambre annulaire (6) délimitée par deux parois coaxiales (7, 8) est ménagée à l'intérieur du tube et est emplie d'un gaz neutre formant un écran gazeux entre les deux parois. 2. Busette selon la revendication 1, caractéri sée en ce que le gaz neutre est à une pression sensiblement supérieure à la pression atmosphérique. 3. Busette selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la paroi intérieure (8) contient à sa base un barreau réfractaire poreux (9), s'étendant sur au moins une partie de la circonférence de ladite paroi. 4. Dispositif de busette de coulée continue de métal liquide > caractérisé en ce qu'il comprend une busette (5) selon l'une des revendications 1 à 3 et des moyens d'alimentation de la chambre annulaire (6) en gaz neutre, ces moyens comportant un capteur de pression (13) du gaz dans la chambre et un régulateur de pression (15) apte à maintenir cette pression à une valeur de consigne supérieure à la pression atmosphérique.