Brevet FR2676381A1 — publié le 19921120

La présente invention concerne un procédé pour épurer du métal liquide dans un récipient métallurgique de transvasement équipé d'au moins deux filtres pour épurer du métal liquide. On a décrit dans la demande de brevet français nO 91 03514 au nom de la Demanderesse un récipient métallurgique recevant du métal liquide déversé dans une zone d'arrivée, et comportant au moins un orifice de sortie ; ce récipient est équipé d'au moins un filtre résistant à la température du métal liquide, interposé entre la zone d'arrivée et l'orifice de sortie, ledit filtre étant maintenu en place par des moyens de fixation assurant une relative étanchéité entre ledit filtre et les parois du récipient métallurgique, obligeant ainsi le métal liquide à traverser ledit filtre pour passer de la zone d'arrivée à l'orifice de sortie, lesdits moyens de fixation étant agencés pour permettre le remplacement dudit filtre, notamment lorsque ce dernier est colmaté par les impuretés qu'il a arrêtées. Selon l'enseignement de ce document antérieur, le procédé pour épurer du métal liquide dans un tel récipient métallurgique consiste à remplacer au cours de l'opération de coulée du métal liquide un filtre colmaté par un filtre neuf, ce qui permet de couler en continu, sans interruption due au colmatage des filtres, des tonnages importants de métal liquide. Toutefois, cette opération de remplacement d'un filtre colmaté par un filtre neuf peut dans certains cas s'avérer une opération délicate, notamment dans le cas d'un récipient métallurgique de grande capacité utilisant des filtres de grande dimension, et dans le cas d'un plancher de coulée encombré gênant ou empêchant l'utilisation d'engins de manutention puissants : la poussée exercée par le métal liquide, notamment la poussée ferrostatique dans le cas des aciers, et les conditions opératoires difficiles peuvent empêcher la mise en place d'un nouveau filtre avec une étanchéité suffisante entre ledit filtre et les parois du récipient métallurgique pour rendre la filtration opérante. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus et de proposer un procédé simple et efficace pour épurer du métal liquide dans un récipient métallurgique de transvasement équipé d'au moins deux filtres pour épurer du métal liquide. Le procédé visé par l'invention est un procédé pour épurer du métal liquide dan un récipient métallurgique de transvasement équipé d'au moins deux filtres pour épurer du métal liquide déversé dans une zone d'arrivée, ledit récipient comportant au moins un orifice de sortie et étant équipé d'au moins deux filtres résistant à la température du métal liquide et interposés l'un derrière l'autre entre la zone d'arrivée et l'orifice de sortie, lesdits filtres étant maintenus en place par des moyens de fixation assurant une relative étanchéité entre lesdits filtres et les parois du récipient métallurgique, obligeant ainsi le métal liquide à traverser lesdits filtres pour passer de la zone d'arrivée à l'orifice de sortie, lesdits moyens de fixation étant agencés pour permettre de retirer lesdits filtres au cours de la coulée du métal liquide, notamment lorsque ces derniers sont colmatés par les impuretés qu'ils ont arrêtées. Suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on met en place, avant l'opération prévue de coulée du métal liquide, plusieurs filtres dont le nombre et dont la quantité et la section des orifices ont été prédéterminés de façon à permettre d'effectuer ladite opération jusqu'à son terme en tenant compte du colmatage progressif desdits orifices, et en ce que, pendant l'opération de coulée, on retire lesdits filtres l'un après l'autre au fur et à mesure qu'ils se trouvent colmatés. L'opération consistant à retirer un filtre colmaté du récipient métallurgique pendant la coulée du métal liquide ne présente pas de difficultés particulières. Par contre, on a ainsi supprimé tous les risques liés à la mise en place, pendant la coulée, d'un filtre neuf à la place du filtre colmaté, et à la réalisation d'une étanchéité satisfaisante entre les bords de ce filtre et les parois du récipient métallurgique. L'invention est basée sur la constatation du fait qu'un orifice d'un filtre se colmate progressivement pendant la coulée du métal liquide, même si sa section est au départ de la coulée supérieure à celle des inclusions et autres impuretés que l'on désire arrêter. En effet, indépendamment des impuretés et conclusions dont les dimensions sont supérieures à la section d'un orifice et qui sont arrêtées à l'entrée de cet orifice en obturant pratiquement celui-ci, d'autres impuretés et inclusions de dimensions plus petites peuvent être arrêtées au passage par les parois dudit orifice.La section de passage de ce dernier se réduit ainsi progressivement, de sorte qu'un filtre dont les orifices avaient au départ une section importante est susceptible de jouer au bout d'un certain temps de coulée le rôle rempli au début de la coulée par un filtre ayant des orifices de section nettement plus faible qui se sont trouvés colmatés de sorte que ledit filtre a dû être retiré. Suivant une réalisation avantageuse du procédé de l'invention, on détermine le nombre et la section des orifices des différents filtres de façon à maintenir une maille de filtration sensiblement constante au cours de la coulée. On assure ainsi une qualité de filtration sensiblement uniforme pendant toute la coulée. Suivant une réalisation préférée du procédé de l'invention, on associe à un premier filtre donné ayant des orifices d'une certaine section un second filtre ayant des orifices d'une section plus grande que la précédente et déterminée de façon telle que ces orifices partiellement colmatés ont encore une section de passage libre minimale prédéterminée voisine de celle des orifices du premier filtre lorsque celui-ci se trouve colmaté et doit être retiré. On assure de cette manière systématiquement et efficacement une qualité de filtration recherchée en optimisant l'utilisation des différents filtres successifs mis en place avant la coulée. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un répartiteur de coulée continue dans lequel on a mis en oeuvre le procédé de l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, le répartiteur de coulée continue 1 comporte une paroi métallique extérieure 8 protégée d'une manière connue quelconque par exemple par un revêtement permanent 2 et au moins une couche d'usure (non représentés). Un jet de métal liquide schématisé par ia flèche 3 est canalisé par un tube de coulée 3a plongeant dans le bain de métal liquide 3b. Le fond du répartiteur est protégé par une plaque d'impact 4. Le bain de métal liquide 3b est recouvert d'une poudre de couverture 9. Le répartiteur 1 comporte deux orifices de sortie 7, 7a situés de part et d'autre du jet de métal 3. Le répartiteur 1 est équipé de quatre filtres 35, 36, 37, 38 réalisés en un matériau résistant à la température du métal liquide et interposés l'un derrière l'autre entre la zone d'arrivée 3 et l'orifice de sortie 7 du métal liquide 3b. Les filtres 35 à 38 sont maintenus en place par des moyens de fixation (non représentés) assurant une relative étanchéité entre lesdits filtres et les parois du récipient métallurgique 1, en obligeant ainsi le métal liquide à traverser les filtres 35 à 38 pour passer de la zone d'arrivée 3 à l'orifice de sortie 7 (flèche 46). Les moyens de fixation sont agencés pour permettre de retirer lesdits filtres au cours de la coulée du métal liquide, notamment lorsque ces derniers sont colmatés par les impuretés qu'ils ont arrêtées. Le répartiteur 1 est équipé de la même façon de quatre filtres 39, 40, 41, 42 disposés entre la zone d'arrivée 3 et l'orifice de sortie 7a, le métal suivant le trajet défini par la flèche 46a. Tous les enseignements de la demande de brevet français nO 91 03514 précitée sont supposés connus et n'ont pas besoin d'être répétés dans la présente description. Chacun des filtres 35 à 42 offre des moyens de manipulation et comporte, par exemple, au moins un crochet 11 pour permettre sa manutention. Suivant le procédé de la présente invention, on a mis en place avant l'opération prévue de coulée du métal liquide les deux groupes de quatre filtres, 35 à 38 et 39 à 42, dont le nombre et dont la quantité et la section des orifices ont été prédéterminés de façon à permettre d'effectuer ladite opération jusqu'à son terme en tenant compte du colmatage progressif desdits orifices. Pendant l'opération de coulée, on retire lesdits filtres l'un après l'autre au fur et à mesure qu'ils se trouvent colmatés Comme le montre la figure, et à titre d'exemple, les filtres 35 à 38 et 39 à 42 sont disposés dans l'ordre des sections croissantes de leurs orifices respectifs à partir de l'orifice de sortie 7, 7a correspondant ; de meme, les orifices respectifs des filtres successifs ne sont pas dans l'alignement les uns des autres et ont des directions différentes. Ainsi, les filtres 35 à 38 ont des orifices respectifs 35a, 36a, 37a, 38a sensiblement en forme de troncs de cônes obliques évasés en direction de l'orifice de sortie 7. Les orifices 35a et 37a des filtres 35 et 37 sont des troncs de cônes dont l'axe partant du sommet vers la base s'élève par rapport à l'horizontale, alors que les mêmes axes des orifices 36a et 38a des filtres 36 et 38 s'abaissent par rapport à l'horizontale. La section d'entrée, côte jet de coulée 3, des orifices 35a est plus petite que celle des orifices 36a, elle-même plus petite que celle des orifices 37a, cette dernière étant plus petite que celle des orifices 38a. Les orifices respectifs 39a, 40a, 41a, 42a des filtres 39 à 42 ont des formes tubulaires de sections croissantes. Les axes des orifices 39a, 41a des filtres 39 et 41 sont inclinés vers le bas quand on va de l'orifice de coulée 7a vers le jet de coulée 3, les axes des orifices 40a et 42a des filtres 40 et 42 étant inclinés dans les mêmes conditions vers le haut. Dans la réalisation représentée à la figure, le filtre 39 colmaté a été retiré du bain de métal liquide 3b au moyen d'un engin de levage schématisé par le tronçon de chaîne 43, et le filtre 35 également colmaté est en train d'être retiré vers le haut suivant la flèche 44 au moyen d'un engin de levage schématisé par le tronçon de chaîne 45. On sait que l'on peut conclure au colmatage d'un filtre tel que 35 ou 39 lorsqu'apparaît une différence de niveau appréciable et croissante entre l'amont et l'aval de ce filtre. Suivant l'invention, et pour assurer une filtration sensiblement uniforme du métal liquide, on peut déterminer le nombre et la section des orifices 35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a des différents filtres 35, 36, 37, 38 ; 39 40, 41, 42 de façon à maintenir une maille de filtration sensiblement constante au cours de la coulée. On peut également prévoir au moins un filtre tel que 35 ou 39 dont les orifices 35a ou 39a ont une section correspondant sensiblement à la maille de filtration que l'on veut maintenir au cours de la coulée, et on retire ce filtre le premier lorsqu'il est colmaté. De préférence, on associe à un premier filtre 35, 39 ; 36, 40 ; 37, 41 donné ayant des orifices 35a, 39a ; 36a, 40a ; 37a, 41a d'une certaine section un second filtre 36, 40 ; 37, 41 ; 38, 42 ayant des orifices 36a, 40a, ; 37a, 41a ; 38a, 42a, de section plus grande que la précédente et déterminée de façon telle que ces orifices partiellement colmatés ont encore une section de passage libre minimale prédéterminée voisine de celle des orifices 35a, 39a ; 36a, 40a ; 37a, 41a du premier filtre 35, 39 36, 40 ; 37, 41, lorsque celui-ci se trouve colmaté et doit être retiré. On peut inverser l'ordre précité des filtres et prévoir des sections décroissantes à partir de l'orifice de sortie 7, 7a correspondant, en particulier dans le cas où l'acier est relativement pâteux. On a ainsi proposé un procédé simple et efficace, facile à mettre en oeuvre, pour épurer du métal liquide dans un récipient métallurgique de transvasement. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ces derniers de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. Le procédé de l'invention est ainsi évidemment applicable à d'autres types de filtres, à d'autres formes d'orifices et à d'autres modes opératoires que ceux et celles décrits et représentés. On peut également ajouter au procédé de la présente invention tel que décrit ci-dessus une étape consistant à retirer et remplacer lorsqu'il est colmaté un filtre à mailles très grossières ne retenant que les inclusions et impuretés les plus grosses, étant donné qu'on peut facilement accepter d'un tel filtre grossier qu'il ne soit pas mis en place d'une manière parfaitement étanche au métal liquide contre les parois intérieures du récipient métallurgique. Un tel filtre grossier pourrait notamment avoir une épaisseur relativement importante pour que les orifices correspondants aient surtout une effet "de parois" pour piéger les impuretés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour épurer du métal liquide dans un récipient métallurgique de transvasement (1) équipé d'au moins deux filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) pour épurer du métal liquide déversé dans une zone d'arrivée (3), ledit récipient (1) comportant au moins un orifice de sortie (7, 7a) et étant équipé d'au moins deux filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) résistant à la température du métal liquide et interposés l'un derrière l'autre entre la zone d'arrivée (3) et l'orifice de sortie (7, 7a), lesdits filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) étant maintenus en place par des moyens de fixation assurant une relative étanchéité entre lesdits filtres et les parois du récipient métallurgique (1), obligeant ainsi le métal liquide à traverser lesdits filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) pour passer de la zone d'arrivée (3) à l'orifice de sortie (7, 7a), lesdits moyens de fixation étant agencés pour permettre de retirer lesdits filtres au cours de la coulée du métal liquide, notamment lorsque ces derniers sont colmatés par les impuretés qu'ils ont arrêtées, caractérisé en ce qu'on met en place, avant l'opération prévue de coulée du métal liquide, plusieurs filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42! dont le nombre et dont la quantité et la section des orifices (35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a) ont été prédéterminés de façon à permettre d'effectuer ladite opération jusqu'à son terme en tenant-compte du colmatage progressif desdits orifices, et en ce que, pendant l'opération de coulée, on retire lesdits filtres l'un après l'autre au fur et à mesure qu'ils se trouvent colmatés. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine le nombre et la section des orifices (35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a) des différents filtres (35, 36, 37, 38, ; 39, 40, 41, 42) de façon à maintenir une maille de filtration sensiblement constante au cours de la coulée. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on prévoit au moins un filtre (35, 39) dont les orifices (35a, 39a) ont une section correspondant sensiblement à la maille de filtration que l'on veut maintenir au cours de la coulée, et en ce qu'on retire ce filtre (35, 39) le premier lorsqu'il est colmaté 4.Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on associe à un premier filtre (35, 39 ; 36, 40 ; 37, 41) donné ayant des orifices (35a, 39a ; 36a, 40a ; 37a, 41a) d'une certaine section un second filtre (36, 40 ; 37, 41 ; 38, 42) ayant des orifices (36a, 40a ; 37a, 41a ; 38a, 42a) de section plus grande que la précédente et déterminée de façon telle que ces orifices partiellement colmatés ont encore une section de passage libre minimale prédéterminée voisine de celle des orifices (35a, 39a ; 36a, 40a ; 37a, 41a) du premier filtre (35, 39 ; 36, 40 ; 37, 41) lorsque celui-ci se trouve colmaté et doit être retiré. 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on dispose les filtres (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) dans l'ordre des sections croissantes de leurs orifices respectifs (35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a) à partir de l'orifice de sortie (7, 7a). 6. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on dispose les filtres dans l'ordre des sections décroissantes de leurs orifices respectifs à partir de l'orifice de sortie (7, 7a) correspondant. 7. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise des filtres successifs (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) dont les orifices respectifs (35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a) ne sont pas dans l'alignement les uns des autres. 8. Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise des filtres successifs (35, 36, 37, 38 ; 39, 40, 41, 42) dont les orifices respectifs (35a, 36a, 37a, 38a ; 39a, 40a, 41a, 42a) ont des directions différentes.