Brevet FR2690365A1 — publié le 19931029

La présente invention concerne un dispositif de chauffage pour une installation de coulée continue de métal, com- portant un récipient de distribution, à l'ouverture du bec de coulée duquel est agencée une coquille de coulée continue et dans lequel fait saillie un brûleur fonctionnant en courant continu, auquel est associée une contre-électrode en contact avec la matière en fusion dans la zone de l'ouver- ture du bec de coulée. Les installations de coulée continue présentent habituelle- ment un récipient de distribution rempli par de la matière s'écoulant d'une poche de coulée, récipient duquel, par exemple dans le cas d'une installation de coulée continue horizontale, par l'intermédiaire d'une ouverture du bec de coulée agencée à proximité du fond, et dans le cas d'une installation de coulée continue verticale, par l'intermé- diaire d'une ouverture du bec de coulée agencée dans le fond, la matière en fusion est amenée à une coquille Ainsi, dans le document "Berg und Hittenmânnischen Monatsheften", 128 ème année, fascicule 3, mars 1983, est décrit un dispo- sitif de coulée continue pour de l'acier, comportant sché- matiquement un distributeur présentant l'ouverture du bec de coulée, la buse agencée à cet endroit, une bague de rupture, et une coquille de coulée continue horizontale Par ail- leurs, ce document décrit plusieurs possibilités pour refroidir la coquille. Un chauffage du récipient de distribution n'est pas prévu. Lorsque l'on utilise un dispositif de chauffage fonctionnant en courant continu sur le récipient de distribution, une contre-électrode est nécessaire Par le document STEEL TIMES, juillet 1988, page 381, on connaît un tel dispositif de chauffage, ainsi que par le brevet US-4 686 687 L'anode est de plus agencée dans la zone de l'ouverture du bec de coulée. En détail, le brevet DE-3 339 514 montre l'agencement d'une telle électrode dans des récipients chauffés, en particulier5 des fours ou des goulottes, dans lesquels une électrode en forme de broche est agencée dans la matière réfractaire. L'électrode présente des canaux pour conduire un fluide de refroidissement Le contact électrique avec la matière en fusion est effectué par l'électrode réalisée en cuivre par10 l'intermédiaire du métal adhérant en tête de l'électrode. Des contre-électrodes de ce type et d'un type analogue impliquent, à chaque fois, un point faible dans le fond du récipient Cette construction est coûteuse et son adaptation au matériau réfractaire est difficile Par ailleurs, la15 conduction du courant de l'électrode métallique à la matière en fusion est entravée. Par le brevet DE-3 443 740, on connaît un procédé et un dispositif dans lesquels de l'énergie est amenée à du métal en fusion se trouvant dans un récipient de réception par20 l'intermédiaire de brûleurs à plasma Dans ce cas, deux brûleurs à courant alternatif sont cependant utilisés, pour lesquels le courant est guidé à travers les brûleurs, de sorte qu'aucune électrode de fond n'est nécessaire. L'invention a pour but de fournir un dispositif de chauffage pour une installation de coulée continue de métal, grâce auquel, avec des moyens simples, une amenée d'énergie sans perte et sûre en service est garantie, tout en pouvant régler de façon fine la température de la matière en fusion. A cet effet, le dispositif de chauffage pour une installa- tion de coulée continue de métal, du type décrit ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que la contre- électrode est un segment tubulaire constitué d'une matière conduisant le courant, lequel segment entoure, en le contactant, le métal sortant du récipient de distribution. Le fait que la contre-électrode du récipient de distribution chauffé par un brûleur à courant continu soit réalisée en tant que segment tubulaire, lequel entoure, en la contac- tant, la barre sortant du récipient de distribution, et qui est agencé à l'ouverture du bec de coulée du récipient de distribution, entraîne que la contre-électrode ne constitue aucun point faible du récipient de distribution, en particulier du fond du récipient. Grâce à la réalisation en tant que segment tubulaire, un contact à grande surface avec la matière en fusion et, ainsi, une conduction du courant sûre sont garantis. La matière en fusion, à l'endroit prévu à l'ouverture du bec de coulée du récipient de distribution, dans la zone de contact électrique, est soit encore liquide, soit pâteuse, de sorte que la matière en fusion est en contact intime, à chaque fois, avec la paroi interne du segment tubulaire réalisé en tant que contre-électrode. Avantageusement, la matière conduisant le courant du segment tubulaire est du cuivre. De préférence, sur la face externe du segment tubulaire, sont prévus des canaux traversés par un fluide de refroi- dissement. En particulier, le segment tubulaire entouré par le fluide de refroidissement peut former l'embouchure du manchon de sortie du récipient de distribution, ou le segment tubulaire entouré par le fluide de refroidissement peut former une partie de la coquille de coulée continue. Avantageusement, le segment tubulaire est la contre- électrode du dispositif de chauffage d'une installation de coulée continue horizontale comportant un récipient de distribution et une coquille de coulée continue horizontale5 radialement divisée, la matière de la paroi interne de la partie en regard du récipient de distribution étant du cuivre et celle de la partie opposée du graphite. Ainsi, la contre-électrode présente des canaux de refroi- dissement traversés par un fluide de refroidissement Grâce10 au réglage exact de la température du fluide de refroidis- sement, l'usure de la contre-électrode peut être diminuée et, par ailleurs, l'évacuation de chaleur de la matière en fusion réglée. Grâce à l'utilisation d'un fluide de refroidissement simple relativement à la conduction thermique, en règle générale de l'eau, il est possible de réaliser la contre-électrode en cuivre, et de faire contacter directement la paroi externe de cuivre par la matière en fusion Par ailleurs, par l'écoulement du métal, en particulier lors de la coulée20 d'acier, il est garanti que la qualité du contact n'est pas diminuée par des adhérences. Lors de l'utilisation de la contre-électrode au niveau du manchon de sortie dans la direction d'écoulement de la matière, avant la coquille, l'évacuation de chaleur est25 réglée de sorte que la contre-électrode n'est usée que de façon minimale, que cependant le moins possible de chaleur est évacué, et que la matière de coulée reste très largement liquide. Lors de l'utilisation de la contre-élecrode dans la zone de la coquille dans une installation de coulée continue hori- zontale, le segment tubulaire réalisé en cuivre, pour une construction pratiquement non modifiée, ne doit plus être muni que de raccords de courant, lorsqu'une coquille divisée en deux est utilisée La matière en fusion, dans la zone dans la direction d'écoulement derrière la bague de rupture, est soit encore liquide, soit pâteuse, avec pour conséquence que la croûte mince de la barre s'appuie étroitement contre la surface interne du segment tubulaire réalisé en cuivre. Le perçage interne de la coquille est de plus réalisé de façon conique, de façon correspondant au refroidissement et à la diminution de diamètre de la barre Ainsi, l'amenée de courant à la barre est garantie, du fait que le contact entre la matière en fusion et l'enveloppe interne de la coquille, qui, dans le cas d'une coquille divisée en deux, peut être constituée de cuivre et de graphite, est garanti sur toute la longueur. En tant que brûleurs, on peut utiliser des brûleurs à plasma. Grâce à l'agencement de la contre-électrode dans la zone du bec de coulée du récipient de distribution, on obtient une meilleure pénétration de chaleur Dans le cas d'une instal- lation de coulée continue horizontale, comme également dans le cas d'une installation de coulée continue verticale, grâce aux veines fluides s'étendant dans la coquille, aussi bien le mélange que la température ou le transport de chaleur sont positivement influencés. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 illustre une installation de coulée continue comportant un dispositif de chauffage. La figure 2 montre une installation de coulée continue horizontale. La figure 3 montre une installation de coulée continue verticale. La figure 1 montre un dispositif de chauffage 30 comportant un brûleur 31 faisant saillie dans un récipient de distri- 5 bution 10 et une contreélectrode 32 agencée dans la zone du manchon 12 du bec de coulée Audessus du récipient de distribution 10, peut être positionnée une poche de coulée 50 à partir de laquelle la matière en fusion 61 est amenée au récipient de distribution 10 par l'ouverture 51 du bec de coulée qui peut être fermée au moyen d'un coulisseau de fermeture 52. Le récipient de distribution 10 présente une paroi métalli- que 11 qui est recouverte par un revêtement réfractaire 13. A l'embouchure du manchon 12 du bec de coulée, est agencée15 la contre- électrode 32. Sur la figure 1, est représentée schématiquement une co- quille de coulée continue horizontale 20 de laquelle sort une barre 62. La figure 2 montre la zone du manchon 12 du bec de coulée, ainsi que la coquille d'une installation de coulée continue horizontale Le manchon 12 du bec de coulée, muni d'un revêtement réfractaire 13, du récipient de distribution 10 est agencé horizontalement. Dans la zone inférieure de cette figure, à l'embouchure du manchon 12 du bec de coulée, est prévu un segment tubulaire 14 qui est fabriqué en une matière conduisant bien le courant, par exemple du cuivre Le segment tubulaire 14 est entouré par un élément de refroidissement 15 qui présente des ouvertures pour l'amenée 16 ou l'évacuation 17 du fluide30 de refroidissement. Dans la direction de l'écoulement derrière le manchon 12 du bec de coulée, est agencée une buse 21 qui, à son tour, est suivie par une bague de rupture 22 qui est reliée à la coquille de coulée continue horizontale 20 Dans la partie5 inférieure, est représentée une coquille en une seule pièce qui présente une enveloppe interne 25, ainsi qu'une enve- loppe externe 23 Sur l'enveloppe externe 23 de la coquille, sont prévues des ouvertures pour l'amenée 26 et l'évacuation 27 d'un fluide de refroidissement. Dans la partie supérieure de cette figure, est représentée une coquille divisée en deux, dont l'enveloppe interne 25 est réalisée, dans la partie en regard du récipient de distribution 10, en tant que segment tubulaire 24 La matière de la partie restante de l'enveloppe interne 25 de15 la coquille peut être de plus du graphite Sur l'enveloppe externe 23 de la coquille, sont à nouveau prévues des ouvertures pour l'amenée 26 ou l'évacuation 27 du fluide de refroidissement. Sur cette figure, est représenté de plus le bain de fusion 61 et est indiqué le front de solidification de la barre 62. La zone du bec de coulée 12 sur la figure 3 correspond, mais en position verticale, à celle déjà représentée sur la figure 2 En complément de cela, l'ouverture du bec de coulée peut être fermée par un coulisseau de fermeture 18.25 Par ailleurs, aucun contact direct des pièces individuelles du récipient de distribution 10 avec la coquille de coulée continue verticale 40 n'est prévu. Dans la zone gauche de la figure 3, la contre-électrode est agencée sur le récipient de distribution 10 et une coquille30 de coulée continue verticale normale est utilisée, com- portant une enveloppe externe 43 et une enveloppe interne , ainsi que des ouvertures pour l'amenée 46 et l'évacua- tion 47 du fluide de refroidissement. Sur le côté droit de la figure 3, un manchon 12 usuel du bec de coulée est prévu, et la coquille de coulée continue5 présente un segment tubulaire 44 réalisé en tant que contre-électrode 32, au niveau de l'enveloppe interne 45 de la coquille dans la zone en regard du récipient de distri- bution. La liaison électrique entre le brûleur cathodique et le segment tubulaire anodique 44 est effectuée par l'intermé- diaire du bain de fusion 61 lorsque le coulisseau 18 est ouvert Après une interruption éventuelle du processus de remplissage de la coquille, le dispositif de chauffage doit être à nouveau démarré. REVENDICATIONS 1 Dispositif de chauffage pour une installation de coulée continue de métal, comportant un récipient de distribution, à l'ouverture du bec de coulée duquel est agencée une coquille de coulée continue et dans lequel fait saillie un brûleur fonctionnant en courant continu, auquel est associée une contre-électrode en contact avec la matière en fusion dans la zone de l'ouverture du bec de coulée, caractérisé en ce que la contreélectrode ( 32) est un segment tubulaire ( 14,24,44) constitué d'une matière conduisant le courant, lequel segment entoure, en le contactant, le métal ( 61) sortant du récipient de distri- bution ( 10). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière conduisant le courant du segment tubulaire ( 14) est du cuivre. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que, sur la face externe du segment tubulaire ( 14,24, 44), sont prévus des canaux ( 19,29,49) traversés par un fluide de refroidissement. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le segment tubulaire ( 14) entouré par le fluide de refroidissement forme l'embouchure du manchon de sortie ( 12) du récipient de distribution ( 10). 5 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le segment tubulaire ( 24,44) entouré par le fluide de refroidissement forme une partie de la coquille de coulée continue ( 20,40). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le segment tubulaire ( 24) est la contre-électrode ( 32) du dispositif de chauffage ( 30) d'une installation de coulée continue horizontale comportant un5 récipient de distribution ( 10) et une coquille de coulée continue horizontale ( 20) radialement divisée, la matière de la paroi interne de la partie en regard du récipient de distribution ( 10) étant du cuivre et celle de la partie opposée du graphite.