Brevet FR2724128A1 — publié le 19960308

"Dispositif pour faciliter l'extraction d'une busette de l'orifice de coulée d'un récipient de coulée de métal liquide" La présente invention concerne un récipient de coulée de métal liquide comprenant des parois latérales et un fond recouvert par un revêtement permanent réfractaire, le fond comprenant au moins un orifice de coulée dans le revêtement permanent dudit fond, cet orifice étant constitué de préférence par un trou sensiblement tronconique évasé vers le haut dans lequel est engagée axialement une busette de coulée. Un tel récipient peut être un récipient de coulée de métal liquide tel qu'une poche de coulée ou un récipient de transvasement tel qu'un répartiteur de coulée. Le revêtement permanent et surtout la busette de coulée sont réalisés en une matière réfractaire très dure. Actuellement la busette de coulée est liée par une couche de ciment réfractaire à la surface du trou tronconique d'une brique de siège insérée dans le revêtement permanent, ou à la surface d'un trou tronconique ménagé directement dans le revêtement permanent. En fin de coulée, on est obligé de détacher la busette du trou de la brique de siège ou du revêtement permanent, pour la remplacer par une busette neuve car elle est pratiquement bouchée par des scories adhérant à sa surface. Pour réaliser cette opération on utilise un vérin qui pousse la busette vers l'intérieur du récipient. On détériore ainsi la surface du trou tronconique de la brique de siège. De ce fait la brique de siège doit être remplacée par une brique neuve après chaque coulée, ce qui représente une opération longue et coûteuse. Il en est de même dans le cas o le trou est ménagé directement dans le revêtement permanent. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. L'invention vise ainsi un récipient de coulée de métal liquide comprenant des parois latérales et un fond recouvert par un revêtement permanent réfractaire, le fond comprenant au moins un orifice de coulée dans le revêtement permanent dudit fond, cet orifice étant de préférence constitué par un trou sensiblement tronconique évasé vers le haut dans lequel est engagée axialement une busette de coulée. Suivant l'invention, ce récipient est caractérisé en ce qu'un espace annulaire est ménagé entre le trou du revêtement permanent et le pourtour de la busette, cet espace annulaire étant rempli par une masse particulaire compactée qui, à la température du métal liquide contenu dans le récipient, ne fritte pas complètement ou ne fritte que faiblement de façon à créer avec les surfaces avec lesquelles elle est en contact une liaison friable. Grâce à la masse particulaire qui remplit l'espace annulaire compris entre la busette et le trou, de préférence tronconique, du revêtement permanent, la busette peut être extraite en fin de coulée par simple retournement du récipient de coulée, sans détériorer la surface du trou tronconique du revêtement permanent. Ainsi, il n'est plus nécessaire de remplacer la brique de siège ou de reconstituer le trou tronconique du revêtement permanent après chaque coulée. Au contraire, ce trou ne nécessite aucune intervention pendant un très grand nombre de coulées successives, de sorte que les coulées peuvent se succéder pratiquement sans interruptions. Selon une première version de l'invention, la masse particulaire est coulée et/ou compactée dans l'espace annulaire. Selon une seconde version de l'invention, la masse particulaire est sous la forme d'un manchon préfabriqué à partir de particules inorganiques liées entre elles par un liant qui se décompose à la température du métal liquide. Dans le cas de la première version, la masse particulaire peut être composée essentiellement de sable ou être à base de graphite. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre. La figure unique annexée est une vue en coupe partielle du fond d'un récipient de coulée comportant le perfectionnement conforme à l'invention, dans deux modes de réalisation représentés respectivement par les demi-vues droites et gauche. La figure annexée représente partiellement un récipient de coulée, par exemple un répartiteur de coulée continue, comprenant une paroi latérale 1 et un fond 2 recouvert par un revêtement permanent 3 par exemple en béton réfractaire. Dans la demi-vue de droite, le fond 2 comprend un orifice de coulée 4 traversant le revêtement permanent 3 du fond 2. Ce revêtement permanent 3 comporte un trou 6 sensiblement tronconique de préférence évasé vers le haut dans lequel est engagée axialement une busette de coulée 7. Dans la demi-vue de gauche, le fond 2 comprend un orifice de coulée 4 traversant une brique de siège 5 insérée dans le revêtement permanent du fond 2, le trou 6 traversant la brique de siège 5 et recevant la busette 7. La busette 7 comporte à cet effet une surface extérieure 8 de préférence de forme tronconique sensiblement identique à la forme intérieure tronconique du trou 6. A l'intérieur du récipient de coulée est, le cas échéant, disposée une quenouille de coulée 9 qui ferme l'ouverture de passage 4 de la busette 7. La surface intérieure du revêtement permanent 3 peut être recouverte par une couche de protection 10 en matière consommable, par exemple (particules inorganiques, fibres et liant) frittable. Conformément à l'invention, un espace annulaire est ménagé entre le trou 6 du revêtement permanent 3 ou de la brique de siège 5 et le pourtour 8 de la busette 7, cet espace annulaire étant rempli par une masse particulaire compactée 11 de grains et/ou de fibres dont la composition et/ou la granulométrie ont été prédéterminées et choisies de manière telle que cette masse ne fritte pas complètement ou ne fritte que faiblement, à la température du métal liquide contenu dans le récipient. Ainsi cette masse n'adhère que faiblement aux surfaces avec lesquelles elle est en contact, et reste friable. La masse particulaire 11 peut être coulée et/ou compactée dans l'espace annulaire, la busette étant mise en place et centrée au moyen d'un gabarit. La masse particulaire 11 peut également être sous la forme d'un manchon préfabriqué à partir de particules inorganiques, composées de grains et/ou de fibres, liées entre elles par un liant qui se décompose à la température du métal liquide, par exemple organique et/ou minéral. Dans le premier cas la masse 11 peut être composée essentiellement de sable ou être à base de graphite. La composition pondérale de la masse particulaire peut encore être la suivante: liant minéral, par exemple silicate de soude: 0 à 20 % matière réfractaire en grains, par exemple argile broyée, chamotte, olivine, magnésie et leurs mélanges: 0 à 98 % fibres organiques et/ou minérales: 0 à 98 % liant organique, par exemple dextrine: 0 à 10 % agent de rhéologie, par exemple bentonite: 0 à 5 % Une composition pondérale préférée de la masse particulaire est par exemple la suivante: Cr203 0,25 % SiO2 19,22 A1203 0,28 % CaO 2,00 % MgO 68,32 % Fe203 2,82 % Na20 0,01 % H20 1,79 % C 2,43 % perte au feu à 1 000 oC 4,81 % L'épaisseur de l'espace annulaire rempli de la masse 11 peut être comprise entre 1 et 40 mm environ. En fin de coulée, la masse 11 reste friable, ce qui veut dire que la masse 11 n'a pas complètement fritté ou n'a que faiblement fritté, du fait de la haute température du métal liquide contenu dans le récipient de coulée. Ainsi la liaison mécanique entre la busette 7 et la surface du trou 6 reste relativement faible. Ainsi la busette 7 peut être facilement extraite du trou 6, par simple retournement du récipient de coulée. La liaison créée par le faible frittage ou par le frittage partiel entre la masse 11 et les surfaces en contact est cependant suffisamment forte pour empêcher tout risque de déplacement de la busette sous l'effet des turbulences engendrées pendant la coulée dans le métal liquide. Le frittage partiel de la masse 11 est également favorable pour rendre cette masse suffisamment étanche et éviter tout risque de fuite de métal liquide. Si la masse 11 restait à l'état pulvérulent, le métal pourrait s'infiltrer dans celle-ci, ce qui pourrait avoir des conséquences catastrophiques. Par ailleurs, si la masse 11 frittait complètement, des liaisons très fortes seraient créées entre la surface du trou 6 et la surface extérieure de la busette et dans ce cas celle-ci deviendrait difficilement extractible, comme dans l'art antérieur. Le frittage partiel est obtenu en choisissant pour la masse 11 un mélange de particules inorganiques telles que silice, alumine, magnésie dont la granulométrie n'est pas trop fine, car celle-ci favorise le frittage. Après extraction de la busette 7 la surface du trou 6 est absolument intacte et il est prêt à recevoir une busette neuve pour une nouvelle coulée de métal liquide. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi la surface extérieure de la busette 7 pourrait comporter des reliefs ou des creux pour réaliser un certain ancrage de la masse particulaire 11 à la surface de la busette 7, de façon que lors de l'extraction de celle-ci, la masse 11 se démoule en même temps du trou 6 et laisse ainsi la surface de ce trou intacte et lisse. D'autre part, comme indiqué sur la partie gauche de la figure, autour de la partie supérieure de la busette 7, au dessus de la masse 11 pourrait être disposé un joint annulaire 12 en béton réfractaire protégeant la masse 11 ou le manchon et empêchant tout risque de pollution du métal liquide par les particules de cette masse. REVENDICATIONS 1. Récipient de coulée de métal liquide, comprenant des parois latérales (1) et un fond (2) recouvert par un revêtement permanent réfractaire (3), le fond (2) comprenant au moins un orifice de coulée (4) dans le revêtement permanent (3) dudit fond (2), ledit orifice étant constitué par un trou (6) sensiblement tronconique évasé vers le haut dans lequel est engagée axialement une busette de coulée (7), caractérisé en ce qu'un espace annulaire est ménagé entre le trou (6) du revêtement permanent et le pourtour (8) de la busette (7), cet espace annulaire étant rempli par une masse particulaire (11) compactée qui, à la température du métal liquide contenu dans le récipient, ne fritte pas complètement ou ne fritte que faiblement de façon à créer avec les surfaces avec lesquelles elle est en contact une liaison friable. 2. Récipient conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la masse particulaire (11) est coulée et/ou compactée dans l'espace annulaire. 3. Récipient conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la masse particulaire (11) est sous la forme d'un manchon préfabriqué à partir de particules inorganiques liées entre elles par un liant qui se décompose à la température du métal liquide. 4. Récipient conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la masse particulaire (11) est composée essentiellement de sable. 5. Récipient conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la masse particulaire (11) est à base de graphite. 6. Récipient conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'espace annulaire rempli de la masse particulaire (11) est comprise entre 1 et 40 mm environ. 7. Récipient conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition pondérale de la masse particulaire est la suivante: liant minéral: 0 à 20 % matière réfractaire en grains: 0 à 98 % fibres organiques et/ou minérales: 0 à 98 % liant organique: 0 à 10 % agent de rhéologie: 0 à 5 % 8. Récipient conforme à la revendication 7, en ce que la composition pondérale de la masse particulaire est la suivante: Cr203 0,25 % SiO2 19,22 Ai203 0,28 % CaO 2,00 % MgO 68,32 % Fe203 2,82 % Na2O 0,01 % H20 1,79 % C 2,43 % perte au feu à 1 000 oc 4,81 % 9. Manchon préfabriqué destiné à être utilisé dans un récipient selon la revendication 3 ou l'une des revendication qui en dépendent, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir de particules inorganiques liées entre elles par un liant qui se décompose à la température du métal liquide, ces particules ayant une composition et/ou une granulométrie choisies de manière que le manchon reste friable à la température du métal liquide.