Brevet FR2688432A1 — publié le 19930917

Couvercle protecteur de surface de métal fondu pour un appareil de coulée continue comportant des parois de moule mobiles La présente invention concerne un couvercle pour protéger la surface d'un métal fondu dans un appareil de coulée continue comportant des parois de moule mobiles. On connaît des couvercles protecteurs de surface de métal fondu de ce type qui sont décrits dans les demandes de brevets japonais publiées avant examen sous les No 2-41741 et 2-220740 Dans la demande japonaise No 2-41741, il est prévu un élément isolant central qui vient en contact avec la surface d'une partie médiane d'un métal fondu, depuis le dessus, dans un réservoir de métal fondu défini entre deux rouleaux illustrant, à titre d'exemple, des parois de moule mobiles Cet élément isolant central est muni d'éléments isolants latéraux qui recouvrent l'espace situé au-dessus d'emplacements adjacents aux points de contact entre les surfaces des rouleaux et le métal fondu Des parois d'immersion concentriques avec des surfaces de rouleaux respectives font saillie vers le bas depuis des bords latéraux de l'élément isolant central formés parallèlement aux rouleaux, parois d'immersion qui sont espacées d'une distance prédéterminée, de l'ordre de 15 à 40 mm, par rapport aux surfaces des rouleaux. Dans la demande japonaise No 2-220740, il est prévu un élément isolant qui flotte sur la surface d'un métal fondu dans un réservoir de métal fondu défini entre deux rouleaux. Des parois d'immersion concentriques avec des surfaces de rouleaux respectives font saillie vers le bas depuis des bords latéraux de l'élément isolant formés parallèlement aux rouleaux, les parois d'immersion étant espacées d'une distance prédéterminée par rapport aux surfaces des rouleaux. Conformément à ce dispositif connu, la surface du métal fondu est recouverte par un élément isolant et, par conséquent, protégée contre une oxydation et une diminution de sa température Les parois d'immersion situées au niveau de côtés opposés de l'élément isolant permettent à du métal fondu frais de pénétrer dans les espaces définis entre les parois de moule mobiles et les parois d'immersion respectives En conséquence, la couche de surface d'une peau de pièce coulée, formée sur la surface de chaque paroi de moule mobile est refondue, ce qui évite que la pièce coulée ne présente une épaisseur non uniforme. Cependant, avec ce dispositif connu dans lequel l'écartement entre chaque paroi d'immersion et le rouleau le plus proche de celle-ci est relativement important, il risque de se produire une stagnation de l'écoulement sur la surface du métal fondu et, une fois que cette stagnation se produit, du laitier présent dans le métal fondu a tendance à remonter à la surface et à s'accumuler progressivement sur la surface du métal fondu pour former une masse importante Cette masse de laitier formée risque d'être entraînée en direction du sens de rotation des rouleaux jusqu'à faire partie de la pièce coulée Ce laitier a une faible capacité de transfert de chaleur, ce qui se traduit par un refroidissement insuffisant de toutes les parties de la pièce coulée qui contiennent du laitier, pour finalement aboutir à une fissuration de la pièce coulée. La présente invention se propose de remédier au problème exposé ci- dessus et a par conséquent pour but principal d'empêcher l'apparition d'une stagnation de l'écoulement entre des parois d'immersion respectives et des parois de moule mobiles respectives, telles que des rouleaux. Pour atteindre ce but, la présente invention propose un couvercle protecteur de surface de métal fondu pour un appareil de coulée continue comportant deux parois de moule mobiles entre lesquelles est défini un réservoir de métal fondu, couvercle protecteur qui comporte un élément isolant disposé dans ledit réservoir de métal fondu pour recouvrir la surface du métal fondu, des parties latérales opposées dudit élément isolant définies à proximité desdites parois de moule mobiles, et des parois d'immersion qui font saillie depuis les parties latérales respectives en direction du sens de déplacement des parois de moule en vue d'être immergées dans le métal fondu, et dans lequel la distance horizontale entre la surface de chaque paroi d'immersion et la surface de la paroi de moule mobile la plus proche de celle-ci est supérieure à 3 mm mais ne dépasse pas 10 mm. Conformément au dispositif ci-dessus, la surface du métal fondu présent dans le réservoir de métal fondu est recouverte par l'élément isolant, ce qui empêche, par conséquent, la température du métal fondu de diminuer Les parois d'immersion formées au niveau de côtés opposés de l'élément isolant permettent un écoulement de métal fondu frais dans l'espace défini entre chacune des parois de moule mobiles et celle des parois d'immersion qui est la plus proche de celle-ci, de façon que la couche de surface d'une peau de métal coulé formée sur la surface de la paroi de moule mobile soit contrainte à une refonte Ceci empêche donc l'apparition du problème d'une épaisseur non uniforme du métal coulé. La distance horizontale entre la surface de chaque paroi d'immersion et la surface de la paroi de moule mobile la plus proche de celle-ci est définie pour avoir une valeur relativement faible, c'est-à-dire supérieure à 3 mm mais ne dépassant pas 10 mm Par conséquent, le métal fondu présent entre chaque paroi de moule mobile et la paroi d'immersion adjacente peut s'écouler d'une manière régulière vers l'extérieur en suivant le mouvement de la paroi de moule mobile Du métal fondu frais pénètre donc dans l'espace défini entre la paroi de moule mobile et la paroi d' immersion et une circulation de métal fondu s'établit entre celles-ci sans stagnation C'est pourquoi, même si du laitier passe dans l'espace défini entre la paroi de moule mobile et la paroi d'immersion, il circule d'une manière régulière vers l'extérieur sans stagner Ceci évite le problème d'une accumulation de laitier entre la paroi de moule mobile et la paroi d'immersion au point de former une masse de laitier importante Ainsi, la présence d'une quantité importante de laitier formé dans le métal coulé est rendue impossible, de même que l'apparition de fissures dans le métal coulé produit. Ce qui précède et bien d'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront d'une manière évidente de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe montrant un couvercle protecteur de surface de métal fondu qui constitue l'un des modes de réalisation de l'invention, en association avec des parois de moule mobiles et un réservoir de métal fondu; et la Figure 2 est une vue agrandie d'une paroi d'immersion et d'une paroi de moule mobile représentées sur la Figure 1. En référence aux Figures 1 et 2, les symboles de référence l A et 1 B désignent deux rouleaux de moulage de rayon R disposés parallèlement l'un à l'autre et qui constituent un exemple de parois de moule mobiles Entre les deux rouleaux l A et 2 B, un réservoir de métal fondu 3 est défini par lesdits rouleaux l A, 1 B en coopération avec deux portes 2 disposées du côté de l'extrémité des rouleaux l A, 1 B et en contact avec la surface de ceux-ci Les portes peuvent être appelées des portes latérales courtes, une seule de ces portes étant représentée partiellement sur la Figure 1 Le numéro 4 désigne une busette qui s'étend vers le bas depuis un panier répartiteur (non représenté), afin de guider le métal fondu provenant de ce dernier dans le réservoir de métal fondu 3. Un élément isolant 5 destiné à recouvrir l'espace situé au-dessus de la surface du métal fondu et qui présente, vu en plan, une forme rectangulaire, est fixé à une partie inférieure de la busette de coulée 4 L'élément isolant 5 possède des parties latérales adjacentes aux surfaces respectives des rouleaux l A, 1 B Il est prévu, faisant saillie vers le bas depuis ces parties latérales, des parois d'immersion 7 parallèles aux axes respectifs des rouleaux l A, 1 B et concentriques avec les surfaces respectives de ceux-ci. Les parois d'immersion 7 ont une forme triangulaire en section transversale et sont immergées dans le métal fondu. La profondeur d'immersion D de chaque paroi d'immersion 7 est de préférence de 3 à 20 mm La surface de chaque paroi d'immersion 7 est positionnée le long de la surface du rouleau l A, 1 B correspondant, et l'écartement horizontal S entre ces surfaces est prédéterminé pour être supérieur à 3 mm mais inférieur ou égal à 10 mm. Pour empêcher que de l'air ne soit introduit dans le métal fondu à partir de l'espace Y défini entre chaque rouleau l A, 1 B et l'élément isolant 5, une buse de fourniture de gaz inerte 10 est prévue pour insuffler un gaz inerte, tel qu'un gaz N 2 ou un gaz Ar, dans l'espace Y L'élément isolant est équipé d'un détecteur de proximité à courant de Foucault électromagnétique (non représenté) destiné à détecter la position de la surface du métal fondu. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus va maintenant être expliqué. Lorsque commence l'opération de coulée, un contact entre la surface du métal fondu et l'air est rendu impossible, car la totalité de la surface du métal fondu est recouverte par l'élément isolant 5, ce qui empêche en même temps une diminution de la température du métal fondu Un gaz inerte est délivré à partir de la buse de gaz inerte 10 dans l'espace Y défini entre l'élément isolant 5 et le rouleau l A, 1 B, ce qui empêche par conséquent une oxydation du métal fondu. Au fur et à mesure que les rouleaux l A, 1 B tournent dans le sens de la flèche A, des peaux de métal coulé 12 formées sur ces rouleaux l A, 1 B se déplacent vers le bas et, suivant ce mouvement, du métal fondu adjacent aux peaux se déplace lui-aussi vers le bas du fait de sa viscosité Dans ce cas, le métal fondu présent dans un espace 8 défini entre chaque paroi d'immersion 7 et le rouleau l A, 1 B coule effectivement vers le bas comme indiqué par les flèches B sur la Figure 2, étant donné que l'écartement S entre la surface de la paroi d'iimmersion 7 et la surface du rouleau l A, 1 B est défini pour être relativement faible, à savoir supérieur à 3 mm mais sans dépasser 10 mm En conséquence, pour compenser le métal fondu qui a coulé vers l'extérieur, du métal fondu frais pénètre dans l'espace 8 en passant le long de la paroi d'immersion 7, comme indiqué par les flèches en trait discontinu C sur la Figure 2. Par conséquent, du métal fondu circule à l'intérieur de l'espace 8 sans stagner et, même si du laitier passe dans l'espace 8, il va couler hors de l'espace 8 vers le bas sans stagner Comme on peut le voir, des courants de métal fondu circulant dans des directions opposées s'établissent à l'intérieur de l'espace 8 et une zone de turbulence est créée le long d'une limite entre les écoulements de directions opposées Cette turbulence et le degré de chaleur du métal fondu frais agissent en combinaison pour permettre une refonte de la surface d'une peau de métal coulé 12 formée sur la surface du rouleau l A, 1 B Ainsi, le problème d'une épaisseur non uniforme de la peau de métal coulé 12 formée sur la surface du rouleau 1 A, 1 B est éliminé. Il convient de noter qu'en ménageant un espace 9 entre l'élément isolant 5 et la surface du métal fondu détectée par le détecteur de proximité à courant de Foucault électromagnétique (non représenté), il est possible d'absorber une partie d'une quelconque variation due à la position de la surface du métal fondu Ceci a pour conséquence que d'éventuelles variations du niveau du métal fondu dans l'espace 8 peuvent être réduites au minimum, ce qui permet une opération de coulée satisfaisante Un gaz inerte, tel qu'un gaz N 2 ou un gaz Ar, est injecté dans l'espace 9. A titre d'exemple, cinq tonnes d'un acier fondu correspondant à une variété de SU 5304 ont été coulées pour former une pièce coulée de 1 m de largeur, avec une épaisseur prédéfinie de 3 mm, à l'aide de deux rouleaux LA, 1 B ayant un rayon de 600 mm Lorsque l'écartement S a été fixé à 5 mm, et à 7 mm, aucun défaut du type fissure n'est apparu Lorsque l'écartement S a été fixé à 15 à 20 mm, une fissure de 0,5 à 3 m/m 2 s'est effectivement produite Lorsque l'écartement S a été fixé à 2 mm, celui-ci était trop faible pour permettre une pénétration suffisante de métal fondu dans l'espace 8 et, par conséquent, l'opération de coulée n'a pas pu être poursuivie Ceci est la preuve qu'un écartement S supérieur à 3 mm mais ne dépassant pas 10 mm, est approprié. Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est entendu que celle-ci ne se limite pas à l'exemple décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreux changements et variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, dans le mode de réalisation précédent, les portes 2 viennent en contact à coulissement avec la surface latérale des rouleaux l A, l B, depuis les côtés A titre de variante, on peut concevoir que les portes 2 viennent en contact à coulissement avec les rouleaux l A, 1 B depuis le dessus, au niveau du côté d'extrémité supérieur de ceux-ci. De même, dans le mode de réalisation proposé, les parois de moule mobiles sont du type à deux rouleaux Il est cependant entendu que le couvercle protecteur de surface de métal fondu de la présente invention peut également s'appliquer à n'importe quel appareil de coulée continue comportant des parois de moule mobiles du type à courroies ou du type à chenilles. REVENDICATION Couvercle protecteur de surface de métal fondu pour un appareil de coulée continue comportant deux parois de moule mobiles (l A, 1 B) entre lesquelles est défini un réservoir de métal fondu ( 3), caractérisé en ce qu'il comporte un élément isolant ( 5) disposé dans ledit réservoir de métal fondu ( 3) pour recouvrir la surface du métal fondu, des parties latérales opposées dudit élément isolant définies à proximité desdites parois de moule mobiles (l A, 1 B), et des parois d'immersion ( 7) qui font saillie depuis les parties latérales respectives en direction du sens de déplacement (A) des parois de moule en vue d'être immergées dans le métal fondu, et en ce que la distance horizontale (S) entre la surface de chaque paroi d'immersion ( 7) et la surface de la paroi de moule mobile (l A, 1 B) la plus proche de celle-ci est supérieure à 3 mm mais ne dépasse pas 10 mm.