Brevet FR2754749A1 — publié le 19980424

INSTALLATION DE TRANSFERT DE METAL LIQUIDE PROCEDE DE MISE EN OEUVRE. ET REFRACTAIRES La présente invention concerne une installation de transfert de métal liquide, d'un conteneur amont vers un conteneur aval comprenant: un conteneur amont ; un conteneur aval ; un trou de coulée dans le conteneur amont; un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée ; une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent ; un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires. Dans une installation de ce type, le chenal de coulée est en dépression par rapport à l'atmosphère parce que la section la plus étroite (I'étranglement), se trouve à sa partie supérieure. Par suite de cette dépression, de l'air peut être aspiré dans le chenal de coulée si ce dernier n'est pas parfaitement étanche. Ceci n'est généralement pas le cas parce que les joints entre les différents éléments réfractaires qui forment le chenal de coulée ne sont pas parfaits. De l'air est donc aspiré, ce qui conduit à une dégradation de la qualité de l'acier. Afin de résoudre ce problème, il est connu de créer une surpression d'un gaz neutre autour du chenal de coulée, au niveau de chaque joint critique. Selon une réalisation connue, on forme une rainure dans l'une au moins des surfaces de jonction réfractaires. Cette rainure est alimentée en gaz neutre sous pression. Selon une autre réalisation connue, on ménage une chambre fermée qui entoure le joint extérieur des surfaces de jonction, et on alimente la chambre en gaz en surpression. Ces dispositions connues permettent de remplacer l'aspiration d'air par une aspiration de gaz neutre, ce qui supprime le problème chimique lié au contact de l'acier liquide avec l'air. Cependant, ces solutions connues présentent plusieurs désavantages. L'introduction de gaz dans le chenal de coulée n'est pas supprimée. Elle est même augmentée parce que la rainure ou la chambre sont en surpression. Ceci est un inconvénient particulièrement dans le cas d'un transfert d'acier entre un répartiteur et un moule de coulée continue. Le gaz introduit dans le chenal de coulée aboutit dans le moule et y provoque des perturbations telles que des turbulences, un déplacement de la poudre de couverture, et le piégeage de cette poudre dans l'acier liquide : ces perturbations dégradent la qualité de l'acier produit. De plus, de nombreux tubes présentent une section de sortie plus grande que leur section d'entrée pour réduire la vitesse de métal à son arrivée dans le moule. La présence d'une quantité de gaz trop importante dans le tube peut empêcher le fonctionnement correct de ce type de tube. En effet la dépression y devient insuffisante pour que le niveau du métal monte dans la busette. Ce dernier tombe donc en jet dans le moule. Le gaz neutre qui est utilisé est généralement de l'argon. Ceci implique un coût supplémentaire étant donné que la rainure ou la chambre de protection doivent être alimentées en permanence et que les fuites peuvent être importantes. Ceci est particulièrement vrai dans le cas des chambres extérieures, que l'on peut difficilement rendre étanches, et qui nécessitent un débit important de gaz pour y maintenir une surpression La présente invention a précisément pour objet une installation de transfert de métal liquide qui résout ces inconvénients. Ce résultat est obtenu par le fait que l'installation comprend des moyens (28, 30) pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection afin de réaliser ou au moins d'améliorer une étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires. L'invention concerne également un procédé de réalisation, ou au moins d'amélioration, de l'étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on introduit un agent de colmatage dans le canal de protection. Brève description des figures - Fig. 1 : vue d'ensemble d'une installation conforme à l'invention (injection ponctuelle); - Fig. 2 : vue de détail dans laquelle la chambre de protection est une chambre extérieure (au lieu d'une rainure creusée dans le réfractaire) - Fig. 3 : procédé d'injection continue - Fig. 4 : procédé d'injection semi-continue - Fig. 5 : vue de détail d'une étanchéité adaptée à une jonction entre une busette collectrice et un tube de protection de jet - Fig. 6 : est une variante de la figure 5 - Fig. 7 et 8 : vue en élévation et de dessus d'une gorge, formant chambre de protection, dans laquelle l'entrée du circuit d'alimentation en gaz est tangentielle; - Fig. 9 : est une vue en coupe d'un élément réfractaire (une plaque) dans laquelle est incorporée une cartouche contenant l'agent de colmatage. La rainure se trouve dans la plaque supérieure - Fig. 10 : est une vue d'un élément réfractaire comportant une gorge munie d'une entrée et d'une sortie situées aux extrémités de la gorge - Fig. 11 : vue de dessus d'une plaque comportant plusieurs gorges concentriques, I'une au moins de ces gorges est utilisée comme chambre de protection. L'installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur amont et un conteneur aval comprenant - un conteneur amont - un conteneur aval - un trou de coulée dans le conteneur amont - un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée - une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent; - un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires se caractérise en ce qu'elle comprend - des moyens pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection afin de réaliser ou au moins d'améliorer une étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires. Procédé d'iniection ponctuelle. Ce procédé sera plus particulièrement utilisé lorsque le circuit de protection ne peut être équipé d'une sortie. La figure montre à titre d'exemple le schéma d'une installation de régulation en pression. Une régulation en débit peut être réalisée de manière similaire. Le débit est mesuré en continu et correspond aux fuites puisque le circuit est fermé. Lorsque le débit dépasse une valeur acceptable on injecte une dose prédéterminée inférieure au volume du circuit de protection et on vérifie l'efficacité du bouchage par la réduction de la valeur du débit. Procédé d' injection semiòntinue Il offre l'avantage d'être économique en gaz et en produit de jointoyage (agent de colmatage) et de permettre un contrôle de l'efficacité du procédé. La pression de sortie Ps au limiteur de débit est ajustée à une valeur prédéterminée (généralement 0.1 à 0.3 bars). En régime normal l'injecteur de poudre est fermé ainsi que la vanne. Le débit Qo traversant le circuit est prédéterminé et ajusté à une valeur supérieure au débit de fuite acceptable. La pression d'entrée Pe est égale ou légèrement inférieure Ps (pression de sortie). Lorsque le taux de fuite s'accroit en raison de l'usure des réfractaires ou d'un réaccouplement par exemple, la pression Pe décroît. Lorsque son écart avec Ps devient trop important, ce qui est déterminé par les valeurs de réglage, le procédé de jointoyage est enclenché. II est nécessaire d'apporter un débit supplémentaire Qi de gaz en ouvrant la vanne pour dépasser le flux des fuites et générer un flux complémentaire dans le circuit de sortie en vue de laver l'excédent de produit de jointoyage (agent de colmatage). L'injecteur est alors ouvert durant un temps prédéterminé (généralement inférieur à la minute) et une quantité de produit est envoyée dans le circuit. Après fermeture de la vanne et de l'injecteur, la pression Pe doit être revenue à une valeur voisine de Ps si les fuites ont été obstruées. Dans le cas contraire, il faut renouveler l'opération. Le procédé peut à l'évidence être entièrement automatisé, ce qui facilite la tâche des opérateurs. Procédé d'injection continue II offre l'avantage d'une régulation très simple mais nécessite une consommation plus importante de gaz et de produit de jointoyage. Le débit de gaz est prédéterminé et ajusté à une valeur supérieure au taux de fuite maximum de manière à ce qu'un excédent de flux de gaz traverse le circuit jusqu'au limiteur de pression et lavé l'excès de produit de jointoyage dans le circuit. La mesure de la pression d'entrée Pa doit être en permanence supérieure à la pression Ps prédéterminée et ajustée par le régulateur de pression. LISTE DES REFERENCES Alimentation gaz régulée en pression 0.2 bar 24 Réservoir produit 28 Injecteur produit - 30 Régulateur de débit 44 Mesure du débit 46 Manomètre 48 Limiteur de pression 50 Vanne 56 Régulateur de débit 58 Mesure du débit 60 REVENDICATIONS 1. [nstallation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur amont et un conteneur aval comprenant - un conteneur amont; - un conteneur aval - un trou de coulée dans le conteneur amont - un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée - une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent - un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires caractérisé en ce qu'elle comprend - des moyens (28, 30) pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection afin de réaliser ou au moins d'améliorer une étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'agent de colmatage est contenu dans une cartouche prête à être utilisée, montée sur le courant de gaz neutre. 3. Procédé de réalisation ou au moins d'amélioration de l'étanchéité à l'air d'un joint entre éléments réfractaires pour la mise en oeuvre d'une installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit un agent de colmatage dans le canal de protection. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on introduit une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsqu'un indicateur franchit une valeur de seuil prédéterminée. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on utilise un gaz porteur pour introduire l'agent de colmatage 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que - on maintien un débit de gaz déterminé - on mesure (46) la pression à l'entrée de la chambre correspondant à ce débit ; - ~ on injecte une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsque la pression tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée. 7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent de colmatage est une poudre constituée d'un matériau réfractaire ne nuisant pas à la qualité du métal. 8. Elément réfractaire pour une installation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rainures, I'une au moins de ces rainures étant utilisée comme chambre de protection.