EP0473499B1 - Tube protecteur de jet d'une installation de coulée continue et procédé en comportant application - Google Patents

Tube protecteur de jet d'une installation de coulée continue et procédé en comportant application Download PDF

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EP0473499B1
EP0473499B1 EP91402296A EP91402296A EP0473499B1 EP 0473499 B1 EP0473499 B1 EP 0473499B1 EP 91402296 A EP91402296 A EP 91402296A EP 91402296 A EP91402296 A EP 91402296A EP 0473499 B1 EP0473499 B1 EP 0473499B1
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EP
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tube
tundish
stream protection
protection tube
metal
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EP0473499A1 (fr
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Jean-Paul Grand
Daniel Juvigny
André Vinuesa
Serge Tortosa
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Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the present invention relates to a jet protective tube located between the ladle and the liquid metal distributor of a continuous casting installation and to a continuous casting method using such a tube.
  • the flow of liquid metal between the ladle and the distributor takes place by passage through a jet protective tube.
  • This tube fixed at the end of the ladle taphole, is immersed in the distributor in order to guide the jet, to avoid renitriding of the steel and its oxidation due to its contact with air, and avoid entrainment of dross and slag present on the surface of the liquid metal contained in the distributor either towards the bottom, due to the emulsion generated by the fall of the metal from the ladle towards the distributor, or towards outside the dispenser due to possible splashing due to said fall.
  • the problem is as follows: - or the lower part of the jet protective tube is immersed in the liquid metal contained in the dispenser before the opening of the tap tapping hole. In this case, during the opening of said tap hole, the liquid metal of the ladle descends into the tube, compressing the air which was trapped there.
  • part of the jet is not protected and is in contact with the ambient air, which causes oxidation of the liquid metal in this unprotected part.
  • the subject of the invention is a jet protective tube of a continuous casting installation making it possible to remedy these drawbacks as well as a continuous casting process using such a tube.
  • It relates more particularly to a jet protective tube of a continuous casting installation, characterized in particular that the lower end of this tube is provided with at least one air outlet or air outlet.
  • a continuous casting installation is made up of a ladle 1 above a distributor or distributor 2. Between the ladle 1 and the distributor 2, the metal is guided by a protective jet tube 3.
  • the ladle 1 of known type, is provided in its bottom with a tap hole 4, of vertical axis x-x, circular and arranged in its middle in the embodiment shown.
  • the distributor 2 located under the ladle, is filled with a bath of liquid metal 8 and is provided in its bottom with a hole connected in a known manner to a continuous casting line 5.
  • the jet protective tube 3 is a vertical tube of length L, of axis x-x coincident with the axis of the tap hole 4 of the bag 1.
  • the device 6 is a support plate.
  • the tube 3 has, in its lower part opposite the end provided with the device 6 at least one lumen or hole 7, of height h .
  • the tube has two holes of rectangular shape arranged opposite one another in the same cross section of the tube.
  • the tube has four circular holes distributed around the axis x-x and located in the same cross section of the tube 3.
  • the tube may have gills of geometrical shapes different from those shown in FIGS. 2 and 3, and arranged differently, for example four triangular-shaped openings distributed around the periphery of the tube and located in different sections or at different levels.
  • the distance d between the upper end of the nozzle, the highest when the tube has several gills arranged on different sections, and the lower end of the jet protective tube 3, is at most equal to the ferrostatic height at the overflow of the distributor used, that is to say substantially the height of the distributor.
  • the jet protective tube continues to be lowered into the distributor at a speed V until the openings 7 are completely submerged in the distributor bath (Fig. 5).
  • the speed of descent of the tube V is a function of the height of the tube, its section and the density of the metal being poured. It is chosen so that, when the first drop of metal arrives at the gills, the latter are about to be completely immersed in the dispenser bath. - As soon as the openings 7 are completely submerged in the distributor bath, the descent of the tube stops and the entire pocket is poured under these conditions.
  • the entire jet is protected at all stages of the process, which prevents metal oxidation phenomena in the jet.
  • the desired objective is therefore achieved effectively and by particularly simple and inexpensive means.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un tube protecteur de jet situé entre la poche de coulée et le distributeur de métal liquide d'une installation de coulée continue et un procédé de coulée continue mettant en oeuvre un tel tube.
  • Dans les installations de coulée continue, l'écoulement du métal liquide entre la poche de coulée et le distributeur s'effectue par passage dans un tube protecteur de jet. Ce tube, fixé à l'extrémité du trou de coulée de la poche, est plongé dans le distributeur afin de guider le jet, d'éviter la renitruration de l'acier et son oxydation du fait de son contact avec l'air, et d'éviter l'entrainement des crasses et du laitier présent à la surface du métal liquide contenu dans le distributeur soit vers le fond, du fait de l'émulsion engendrée par la chute du métal de la poche de coulée vers le distributeur, soit vers l'extérieur du distributeur du fait des éclaboussures éventuelles dues à ladite chute.
  • Le problème posé est le suivant :
       - soit la partie inférieure du tube protecteur de jet est immergée dans le métal liquide contenu dans le distributeur avant l'ouverture du trou de coulée de la poche. Dans ce cas, lors de l'ouverture dudit trou de coulée, le métal liquide de la poche descend dans le tube en comprimant l'air qui s'y trouvait emprisonné.
  • Dès que la pression exercée sur l'air par le métal qui descend dans le tube atteint un niveau suffisant, l'air s'échappe violemment à l'intérieur du distributeur créant une véritable mini explosion.
  • Cette mini explosion entraîne d'une part une oxydation du bain contenu dans le distributeur et d'autre part des éclaboussures de métal liquide ce qui représente un réel danger pour le personnel, voire même dans certains cas le désaccouplement du tube et du trou de coulée ou la rupture du tube protecteur de jet du fait de l'onde de choc importante qui est engendrée, auquel cas il convient de refermer le trou de coulée de la poche et de stopper toute l'installation pour remplacer ledit tube.
       - soit le trou de coulée de la poche est ouvert alors que l'extrémité du tube protecteur de jet n'est pas en contact avec le métal liquide contenu dans le distributeur, ledit tube étant descendu dans le distributeur dans un second temps après que le métal soit arrivé à son extrémité inférieure.
  • Dans ce cas, l'air contenu dans le tube s'échappe au dessus du bain du distributeur et ce n'est que lorsque le métal liquide de la poche apparaît que le tube est plongé dans le bain du distributeur. Cette solution présente toutefois un inconvénient du fait de la densité élevée du métal liquide et de la hauteur importante, près de 2 m, entre la poche de coulée et le distributeur. Le métal liquide du tube arrive en contact avec le bain du distributeur avec une énergie cinétique élevée et l'impact de la chute provoque également des éclaboussures nombreuses et un brassage mécanique du bain, entraînant vers le fond des crasses et du laitier présents à la surface dudit bain.
  • De plus, une partie du jet n'est pas protégée et est en contact avec l'air ambiant ce qui entraîne une oxydation du métal liquide dans cette partie non protégée.
  • L'invention a pour objet un tube protecteur de jet d'une installation de coulée continue permettant de remédier à ces inconvénients ainsi qu'un procédé de coulée continue mettant en oeuvre un tel tube.
  • Elle concerne plus particulièrement un tube protecteur de jet d'une installation de coulée continue, caractérisé notamment en ce que l'extrémité inférieure de ce tube est munie d'au moins une ouïe ou lumière d'échappement de l'air.
  • Elle a également pour objet un procédé de coulée mettant en oeuvre un tel tube et caractérisé en ce que :
    • on amène la poche de coulée au-dessus du distributeur et l'on descend cette poche jusqu'à ce qu'une portion inférieure du tube située au-dessous de l'ouïe la plus basse, soit immergée dans le métal contenu dans le distributeur;
    • on ouvre le trou de coulée, le métal liquide descend dans le tube et l'air contenu dans le tube, poussé par le métal, s'évacue au-dessus du distributeur par les ouïes, pendant que le tube protecteur de jet continue à être descendu dans le distributeur jusqu'à ce que les ouïes soient complètement immergées dans le bain du distributeur;
    • on arrête la descente du tube dès que les ouïes sont complètement immergées dans le bain du distributeur, et l'on poursuit la coulée de toute la poche dans ces conditions.
  • L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels :
    • la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation de coulée continue;
    • la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tube protecteur de jet selon l'invention;
    • la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de tube protecteur de jet selon l'invention;
    • la Fig. 4 est une vue illustrant la position du tube avant ouverture du trou de coulée de la poche;
    • la Fig. 5 est une vue du tube pendant la coulée.
  • Une installation de coulée continue est composée d'une poche de coulée 1 au-dessus d'un distributeur ou répartiteur 2. Entre la poche de coulée 1 et le distributeur 2, le métal est guidé par un tube protecteur de jet 3.
  • La poche de coulée 1, de type connu, est munie dans son fond d'un trou de coulée 4, d'axe vertical x-x, circulaire et disposé en son milieu dans l'exemple de réalisation représenté.
  • Le distributeur 2, situé sous la poche de coulée, est rempli d'un bain de métal liquide 8 et est muni dans son fond d'un trou relié de manière connue à une ligne de coulée continue 5.
  • Le tube protecteur de jet 3 est un tube vertical de longueur L, d'axe x-x confondu avec l'axe du trou de coulée 4 de la poche 1.
  • Son extrémité supérieure est munie d'un dispositif 6 permettant sa fixation de manière étanche sur la face inférieure du fond de la poche de coulée 1 mettant ainsi le trou de coulée 4 en regard du tube.
  • Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif 6 est une platine d'appui.
  • Le tube 3 présente, dans sa partie inférieure opposée à l'extrémité munie du dispositif 6 au moins une lumière ou ouïe 7, de hauteur h.
  • Dans l'exemple de réalisation représenté Fig. 2, le tube présente deux ouïes de forme rectangulaire disposées en vis-à-vis dans une même section transversale du tube.
  • Dans l'exemple de réalisation représenté Fig. 3, le tube présente quatre ouïes de forme circulaire réparties autour de l'axe x-x et situées dans une même section transversale du tube 3.
  • Il est bien évident que le tube peut présenter des ouïes de formes géométriques différentes de celles représentées aux Fig. 2 et 3, et disposées différemment, par exemple quatre ouïes de forme triangulaire réparties sur le pourtour du tube et situées dans des sections différentes ou à des niveaux différents.
  • La distance d entre l'extrémité supérieure de l'ouïe, la plus haute lorsque le tube présente plusieurs ouïes disposées sur des sections différentes, et l'extrémité inférieure du tube protecteur de jet 3, est au maximum égale à la hauteur ferrostatique au débordement du distributeur utilisé, c'est-à-dire sensiblement la hauteur du distributeur.
  • Le procédé de coulée continue dans une installation munie d'un tube protecteur de jet tel que décrit ci-dessus se déroule de la manière suivante :
    • la poche 1 est amenée au-dessus du distributeur 2 jusqu'à ce que la portion a du tube, de hauteur H inférieure à d-h, soit immergée dans le métal contenu dans le distributeur (Fig. 4), soit environ quelques centimètres à partir de l'extrémité inférieure du tube. Les ouïes se trouvent alors au-dessus de la surface du bain 8 contenu dans le distributeur.
    • le trou de coulée 4 de la poche 1 est ouvert et le métal liquida descend dans le tube 3. L'air contenu dans le tube, poussé par le métal, s'évacue au-dessus du distributeur par les ouïes 7.
  • Pendant la descente du métal, le tube protecteur de jet continue à être descendu dans le distributeur à une vitesse V jusqu'à ce que les ouïes 7 soient complètement immergées dans le bain du distributeur (Fig. 5).
  • La vitesse V de descente du tube est fonction de la hauteur du tube, de sa section et de la masse volumique du métal que l'on coule. Elle est choisie de telle sorte que, lorsque la première goutte de métal arrive au niveau des ouïes, ces dernières soient sur le point d'être complètement immergées dans le bain du distributeur.
       - dès que les ouïes 7 sont totalement immergées dans le bain du distributeur, la descente du tube s'arrête et la coulée de toute la poche s'effectue dans ces conditions.
  • Ainsi l'air contenu dans le tube ne se comprime pas du fait de la poussée du métal et s'échappe par les ouïes 7.
  • Lorsque le métal arrive à l'extrémité du tube, celle-ci étant déjà plongée dans le distributeur, aucune éclaboussure ni aucun phénomène de brassage du bain ne se produit.
  • Tout le jet est protégé à toutes les phases du processus ce qui évite les phénomènes d'oxydation du métal au niveau du jet.
  • L'objectif recherché est donc atteint de façon efficace et par des moyens particulièrement simples et peu onéreux.

Claims (7)

  1. Tube protecteur de jet (3) situé entre la poche de coulée (1) et le distributeur de métal liquide (2) d'une installation de coulée continue, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du tube (3) est munie d'au moins une lumière ou ouïe (7).
  2. Tube protecteur de jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance d entre l'extrémité supérieure de l'ouïe (7) et l'extrémité inférieure du tube protecteur du jet (3) est au maximum égale à la hauteur ferrostatique au débordement du distributeur (2).
  3. Tube protecteur de jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouïe (7) est rectangulaire.
  4. Tube protecteur de jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouïe (7) est de forme circulaire.
  5. Tube protecteur de jet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ouïes (7) régulièrement réparties et disposées dans une même section du tube.
  6. Procédé de coulée continue mettant en oeuvre un tube protecteur de jet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que :
    - on amène la poche de coulée (1) au-dessus du distributeur (2) et l'on descend cette poche jusqu'à ce qu'une portion inférieure (a) du tube, située au-dessous de l'ouïe (7) la plus basse, soit immergée dans le métal contenu dans le distributeur.
    - on ouvre le trou de coulée (4), le métal liquide descend dans le tube et l'air contenu dans le tube, poussé par le métal, s'évacue au-dessus du distributeur par les ouïes (7), pendant que le tube protecteur de jet continue à être descendu dans le distributeur jusqu'à ce que les ouïes (7) soient complètement immergées dans le bain du distributeur;
    - on arrête la descente du tube dès que les ouïes (7) sont complètement immergées dans le bain du distributeur et l'on poursuit la coulée de toute la poche dans ces conditions.
  7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la vitesse (V) de descente du tube (3) dans le distributeur est choisie de telle sorte que lorsque le métal arrive au niveau des ouïes (7), ces dernières soient sur le point d'être complètement immergées dans le bain du distributeur.
EP91402296A 1990-08-30 1991-08-22 Tube protecteur de jet d'une installation de coulée continue et procédé en comportant application Revoked EP0473499B1 (fr)

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ATE107553T1 (de) 1994-07-15
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FR2666257B1 (fr) 1992-12-11

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