Brevet FR2673552A1 — publié le 19920911

i La présente invention concerne un répartiteur de coulée continue d'acier, qui sert à distribuer le métal liquide vers une pluralité de lignes de coulée opérant simultanément Afin de satisfaire aux exigences croissantes des techniciens sur la qualité des produits coulés, les aciéristes sont conduits à utiliser le répartiteur comme un engin de métallurgie qui permet d'homogénéiser la température et la composition du métal liquide et d'éliminer tout ou partie des inclusions restantes Dans ce but, de nombreuses études ont permis d'améliorer les écoulements du métal liquide en modifiant la géométrie et en ajoutant des barrages (murets, chicanes) On a montré que des injections de gaz neutre complètent les moyens actuels utilisés pour améliorer la métallurgie du répartiteur Bien que l'injection de gaz neutre dans un métal liquide soit maintenant très largement employée en métallurgie en poche, les caractéristiques requises pour un injecteur de gaz dans un répartiteur sont différentes, car interviennent, outre des contraintes métallurgiques, des contraintes de sécurité et des limitations de coûts Pour ces raisons les technologies utilisées en poche ne peuvent pas être directement transposables En effet, des considérations métallurgiques imposent de délivrer des bulles de gaz les plus fines possibles, sur une surface d'injection importante et avec une répartition la meilleure possible De plus, cet injecteur doit être facile à mettre en place et pouvoir être remplacé de façon à ne pas augmenter substantiellement les coûts d'intervention sur le répartiteur Le surcoût engendré par cette technique dépend du tonnage coulé (de 30 t à 3000 t en fonction des machines et des durées des séquences). Comme le répartiteur est habituellement à hauteur de tête sur le plancher de coulée de manière à permettre l'accès aux lingotières, pour la sécurité du personnel, tout risque de percée doit être impérativement écarté. La Demanderesse a déjà proposé dans la demande de brevet en France No 89 08800 du 16 Juin 1989 un répartiteur de coulée continue d' acier, du genre comprenant un réfractaire permanent coulé sur une carcasse en tôle formant paroi externe du répartiteur, et sur lequel on dépose un revêtement réfractaire d'usure, avec dans la masse dudit réfractaire permanent un moyen d'injection gazeuse comportant une partie se développant au niveau du fond de répartiteur en une chambre de distribution gazeuse, dont une paroi supérieure de diffusion gazeuse est à fleur de la face externe du réfractaire permanent du répartiteur, avec cette particularité que la chambre de distribution gazeuse est scellée à demeure dans un dégagement de réfractaire de répartiteur, avec une partie renouvelable en cas d'usure en forme de plaque en réfractaire d'usure à perméabilité gazeuse surmontant ladite chambre de distribution gazeuse. Ce genre de moyens d'injection gazeuse donne parfaite satisfaction du point de vue du traitement métallurgique, mais il présente l'inconvénient d'un renouvellement délicat de la plaque de diffusion supérieure En effet, celle-ci doit être scellée sur la chambre distributrice, ne serait-ce que pour assurer sa tenue en place lorsque le gaz sous pression est admis et l'opération de descellement de la plaque renouvelable de diffusion, qui doit intervenir pratiquement à chaque déversement dans le répartiteur d'une nouvelle charge de métal liquide, conduit à une détérioration rapide de la chambre noyée à demeure dans le réfractaire de répartiteur, ce qui conduit à des perturbations de la diffusion gazeuse et à des risques de percée du fond de répartiteur par infiltrations de métal liquide. La présente invention a pour objet un répartiteur de coulée continue d'acier, équipé d'un moyen de diffusion gazeuse, qu'il est aisé de remettre en état sans apporter aucune perturbation dans l'opération de diffusion gazeuse ou de risques de percée et ces objectifs de l'invention sont atteints en ce que ledit moyen d'injection gazeuse équipé d'un conduit d'alimentation gazeuse s'étendant vers le haut à l'intérieur du répartiteur forme avec sa chambre et sa paroi supérieure de diffusion un tout indémontable placé de façon amovible dans un dégagement correspondant du réfractaire de répartiteur Il s'avère en effet qu'il est plus facile de changer la totalité du moyen de diffusion gazeuse scellée de façon légère dans le réfractaire du répartiteur, plutôt que de changer la seule plaque supérieure de diffusion gazeuse Ce résultat favorable provient du fait qu'il est tout à fait possible de sceller légèrement un ensemble dans la masse du réfractaire, dont les dégradations éventuellement fortes lors du descellement du moyen de diffusion gazeuse peuvent être aisément réparées en comblant par le mortier de scellement d'un nouveau moyen de diffusion gazeuse. Selon une forme de réalisation le moyen d'injection gazeuse est formé par un seul et même matériau poreux, qui est recouvert extérieurement d'une couche d'étanchéité, à l'exception d'une fenêtre formant paroi supérieure de diffusion gazeuse. Selon une variante de réalisation le moyen d'injection gazeuse est formé par un seul et même matériau non poreux, dont une paroi supérieure est percée de petits canaux. Selon une autre variante de réalisation le moyen d'injection gazeuse est formé d'une chambre en matériau réfractaire non poreux, sur laquelle est fixée de façon définitive une paroi poreuse. L'invention est maintenant illustrée par trois modes de réalisation donnés à titre d'exemples en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un répartiteur. Les figures 2, 3 et 4 sont des vues partielles, à échelle agrandie, d'une coupe transversale du moyen d'injection gazeuse. En se référant à la figure 1, un répartiteur 1 est formé d'un réfractaire 2 coulé entre une carcasse en tôle 3 et une forme (non représentée). Après prise et séchage, ce "béton" réfractaire 2 constitue une couche d'isolation thermique et évite tout risque de pénétration du métal liquide Avant chaque utilisation du répartiteur, une couche de réfractaire "gunitage" 4 est projetée sur celui-ci et constitue la couche d'usure Elle est éliminée après la fin de la séquence lorsque le répartiteur est retourné pour vider le restant de métal qui s'est solidifié. Le moyen d'injection 5 proposé est une pièce en matériau céramique ou réfractaire 6 placée dans un logement 7 ménagé dans le béton réfractaire permanent 2 et scellé avec un mortier 8 assurant une bonne cohésion avec ce réfractaire permanent La hauteur de béton réfractaire en- dessous de l'injecteur est suffisante pour éviter tout risque de percée dans l'éventualité o du métal liquide remplirait une place laissée libre par l'injecteur usé. L'injecteur 5 est agencé selon la dimension transversale de fond du répartiteur 1 et il s'étend sur presque toute cette dimension transversale Le répartiteur 1 peut être équipé de plusieurs injecteurs 5, placés à distance l'un de l'autre selon cette même dimension transversale La largeur d'un injecteur est suffisante, en tout cas supérieure à 4 cm, pour assurer l'efficacité du procédé. L'injecteur 5 présente une chambre interne 9 de forme allongée à une extrémité 10 duquel est noyé un raccord 11 pour un tube d'alimentation gazeuse 12 qui s'étend extérieurement à l'intérieur du répartiteur Ce raccord 11 peut d'ailleurs s'étendre selon la longueur du répartiteur jusqu'à une certaine distance de la paroi d'extrémité opposée 13 de l'injecteur en un tronçon tubulaire 14 ouvert à son extrémité libre et percé longitudinalement de petits orifices 15 tels trous ou fentes ou stries, cela afin d'assurer une distribution gazeuse la plus uniforme possible dans la chambre 9 formant chambre distributrice Il y a lieu de noter que ce tronçon tubulaire 14 peut être omis: en son absence la chambre 9 forme elle-même chambre distributrice. Pour réaliser l'injection proprement dite de gaz dans le métal liquide du répartiteur, il convient que la paroi supérieure 16 de l'injecteur 5 soit perméable aux gaz. Cet effet est assuré soit, selon la figure 2, en réalisant l'injecteur 5 en matériau réfractaire non poreux et d'un seul tenant, et en prévoyant de petites perforations 17 dans la seule paroi supérieure 16 de l'injecteur 5, soit, selon la figure 3, en réalisant l'injecteur 5 en matériau réfractaire poreux et en prévoyant un revêtement étanche de jointoiement 18 sur les parois de fond latérales et d'extrémité, à l'exception de la paroi supérieure 16 qui reste donc poreuse, soit, selon la figure 4, en réalisant un boîtier d'injection 19 en matériau réfractaire non poreux, avec un bord supérieur 20 adapté à recevoir à scellement définitif une plaque supérieure 21 en matériau réfractaire poreux. Le matériau réfractaire poreux mis en oeuvre est du même type que celui des bouchons poreux utilisés en gazométallurgie constitués d'un mélange de grains de réfractaires de répartition granulométrique fixée formant une galette qui est ensuite frittée à haute température ou un réfractaire dont la porosité a été obtenue en ajoutant à la pâte crue un produit qui disparaît lors de la cuisson. Quelle que soit la forme de réalisation choisie, l'injecteur 5 scellé au mortier 8 est périodiquement remplacé par un injecteur neuf et à cet effet on le descelle en totalité par retrait du mortier 8. A titre d'exemple de mise en oeuvre, un injecteur a été placé et scellé au fond d'un répartiteur, avant gunitage Pendant l'opération de gunitage l'injecteur est protégé par une plaque On a injecté de l'argon à débit variant de 10 à l OO Nl/mn Pendant toute la durée de la coulée ( 45 minutes) le débit est maintenu à une valeur constante Il s'avère que l'usure de l'injecteur est faible, si bien qu'il ne doit être remplacé qu'après plusieurs opérations de remplissage du répartiteur. REVENDICATIONS 1 Répartiteur de coulée continue d'acier, du genre comprenant un réfractaire permanent coulé sur une carcasse en tôle ( 3) formant paroi externe du répartiteur ( 1), et sur lequel on dépose un revêtement réfractaire d'usure ( 2) avec, dans la masse dudit réfractaire permanent ( 2), un moyen d'injection gazeuse ( 5) comportant une partie se développant au niveau du fond de répartiteur en une chambre de distribution gazeuse ( 9), dont une paroi supérieure de diffusion gazeuse ( 16) est à fleur de la face externe du réfractaire permanent du répartiteur, caractérisé en ce que ledit moyen d'injection gazeuse ( 5) équipé d'un conduit d'alimentation gazeuse ( 12) s'étendant vers le haut à l'intérieur du répartiteur forme avec sa paroi de chambre ( 6) et sa paroi supérieure de diffusion ( 16) un tout indémontable placé de façon amovible dans un dégagement correspondant ( 7) du réfractaire de répartiteur. 2 Répartiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection gazeuse est formé par un seul et même matériau poreux, qui est recouvert extérieurement d'une couche d'étanchéité ( 18), à l'exception d'une fenêtre formant paroi supérieure de diffusion gazeuse ( 16). 3 Répartiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection gazeuse est formé par un seul et même matériau non poreux, dont une paroi supérieure est percée de petits canaux ( 17). 4 Répartiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection gazeuse est formé d'une chambre en matériau réfractaire non poreux ( 19), sur laquelle est scellée de façon définitive une paroi poreuse ( 21).