EP0589762A1 - Casting tube for metal and process for manufacturing such a tube - Google Patents

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EP0589762A1
EP0589762A1 EP93402277A EP93402277A EP0589762A1 EP 0589762 A1 EP0589762 A1 EP 0589762A1 EP 93402277 A EP93402277 A EP 93402277A EP 93402277 A EP93402277 A EP 93402277A EP 0589762 A1 EP0589762 A1 EP 0589762A1
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nozzle
refractory material
chamber
insert
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EP93402277A
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Bruno Thillou
Gilbert Provost
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Sollac SA
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
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    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means

Definitions

  • the invention also relates to methods of manufacturing a nozzle as defined above.
  • the nozzle 20 will now be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the body 22 includes a channel 24 for the flow of molten steel.
  • the channel has an upper end 26 intended to be connected, by known means, to a steel flow orifice of the distributor, and a lower end 28 forming two branches 28A, 28B opening out to the outside of the nozzle by diametrically opposite orifices.

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Abstract

Casting tube for metal, including a body (22) made from refractory material, in which a flow channel (24) for the molten metal is provided. The tube includes an annular chamber (32) provided in the body (22), arranged around the channel (24) in the vicinity of the periphery of this channel, extending virtually over the entire length of the channel, connected to means (34) for creating a reduced pressure (vacuum) with respect to the environment of the tube. The chamber (32) forms a screen to the migration of gaseous products, such as carbon monoxide, towards the channel. The tube may also include a sleeve (30) made from refractory material interposed between the periphery of the channel (24) and the chamber (32). The tube is used preferably for the continuous casting of steel. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une busette de coulée de métal et des procédés de fabrication de cette busette.The present invention relates to a metal casting nozzle and methods of manufacturing this nozzle.

Elle s'applique en particulier aux busettes de coulée continue d'acier, notamment d'acier calmé à l'aluminium.It applies in particular to the continuous casting nozzles of steel, in particular of steel calmed with aluminum.

De façon classique, une installation de coulée continue d'acier comprend au moins une lingotière alimentée par un répartiteur d'acier en fusion.Conventionally, a continuous steel casting installation comprises at least one ingot mold fed by a distributor of molten steel.

L'acier en fusion s'écoule dans la lingotière à travers le canal d'au moins une busette fixée sur le fond du répartiteur, au droit de l'ouverture supérieure de la lingotière.The molten steel flows into the ingot mold through the channel of at least one nozzle fixed to the bottom of the distributor, in line with the upper opening of the ingot mold.

Pour résister aux contraintes thermiques au contact du métal en fusion, les busettes sont fabriquées habituellement dans un matériau réfractaire. Les busettes sont par ailleurs recouvertes de couches d'émail interne et externe permettant d'éviter l'oxydation du matériau réfractaire durant le préchauffage habituel des busettes et permettant également de rendre imperméable le matériau réfractaire poreux pendant l'utilisation des busettes.To resist thermal stresses in contact with molten metal, the nozzles are usually made of a refractory material. The nozzles are also covered with layers of internal and external enamel to prevent oxidation of the refractory material during the usual preheating of the nozzles and also to make the porous refractory material impermeable during the use of the nozzles.

Selon la nuance de l'acier coulé ou le type de matériau constituant les busettes, il se pose des problèmes de dégradation des busettes par corrosion, ou des problèmes de bouchage des busettes par des dépôts d'oxydes sur la surface du canal d'écoulement de l'acier. Ces dépôts d'oxydes comprennent par exemple de l'alumine, de l'aluminate de chaux ou du titanate d'alumine.Depending on the grade of the cast steel or the type of material constituting the nozzles, there are problems of degradation of the nozzles by corrosion, or problems of clogging of the nozzles with deposits of oxides on the surface of the flow channel. steel. These oxide deposits include, for example, alumina, lime aluminate or alumina titanate.

Il est connu de fabriquer des busettes dans un matériau réfractaire de silice vitreuse (SiO₂). Les busettes fabriquées dans ce matériau résistent bien aux chocs thermiques et au bouchage par des dépôts d'oxydes, mais résistent peu à la corrosion par certaines nuances d'acier contenant, par exemple, du manganèse.It is known to manufacture nozzles in a refractory material of vitreous silica (SiO₂). The nozzles made from this material are resistant to thermal shock and clogging by oxide deposits, but have little resistance to corrosion by certain grades of steel containing, for example, manganese.

Il est également connu de fabriquer des busettes dans un matériau composite comprenant principalement de l'alumine (Al₂O₃) et du graphite associés par une liaison carbonée. Ces busettes comportent habituellement entre 20 et 30% en masse de graphite. La teneur élevée en graphite favorise la résistance de ces busettes aux chocs thermiques. Ces dernières résistent également bien à l'usure. Par contre, les busettes en alumine-graphite se bouchent relativement vite.It is also known to manufacture nozzles in a composite material mainly comprising alumina (Al₂O₃) and graphite associated by a carbon bond. These nozzles usually comprise between 20 and 30% by mass of graphite. The high graphite content promotes the resistance of these nozzles to thermal shock. These also resist wear well. On the other hand, the alumina-graphite nozzles clog relatively quickly.

Le bouchage des busettes est particulièrement rapide lorsque l'acier coulé est calmé à l'aluminium. Dans ce cas, il se forme dans le canal des busettes des dépôts d'oxydes contenant essentiellement de l'alumine. Ceci limite les longueurs de séquence et peut conduire à l'arrêt de la coulée en cas de bouchage complet des busettes.The closure of the nozzles is particularly rapid when the cast steel is calmed with aluminum. In this case, oxide deposits essentially containing alumina are formed in the nozzle channel. This limits the sequence lengths and can lead to stopping the casting in the event of complete clogging of the nozzles.

Par ailleurs, une certaine quantité des oxydes déposés est susceptible d'être entraînée par l'acier coulé et donc de former des inclusions dégradant les propriétés métallurgiques de l'acier.Furthermore, a certain amount of the deposited oxides is likely to be entrained by the cast steel and therefore to form inclusions degrading the metallurgical properties of the steel.

Afin de conprendre le phénomène de bouchage, trois essais ont été réalisés.In order to understand the blocking phenomenon, three tests were carried out.

D'une part, un barreau en alumine-carbone a été plongé pendant deux heures dans un bain d'acier XC 38 à 1550°C auquel on a ajouté 0,25% d'aluminium, dans une enceinte sous atmosphère contrôlée.On the one hand, an alumina-carbon rod was immersed for two hours in a bath of XC 38 steel at 1550 ° C. to which 0.25% aluminum was added, in an enclosure under controlled atmosphere.

Après deux heures, on constate la présence d'un dépôt d'alumine sur les parois du barreau.After two hours, there is the presence of an alumina deposit on the walls of the bar.

D'autre part, on a plongé un barreau d'alumine pure, sans carbone dans le même bain pendant deux heures.On the other hand, a bar of pure, carbon-free alumina was immersed in the same bath for two hours.

Après deux heures, aucun dépôt ne se trouve sur le barreau.After two hours, no deposit is on the bar.

Enfin, on a plongé un barreau d'alumine-carbone revêtu d'une épaisse couche d'alumine pure dans le bain d'acier pendant deux heures.Finally, an alumina-carbon rod coated with a thick layer of pure alumina was immersed in the steel bath for two hours.

Après deux heures, on constate un dépôt d'alumine sur le barreau.After two hours, there is a deposit of alumina on the bar.

Compte tenu de ces essais, l'idée admise jusqu'alors que le bouchage des busettes était dû uniquement à l'alumine contenue en tant qu'inclusions dans l'acier coulé qui se colle sur la paroi réfractaire de la busette, est fausse.Taking into account these tests, the idea accepted until then that the plugging of the nozzles was due solely to the alumina contained as inclusions in the cast steel which sticks to the refractory wall of the nozzle, is false.

En effet, si c'était le cas, le barreau d'alumine pure devrait avoir un dépôt après deux heures comme le barreau d'alumine-carbone revêtu d'une épaisse couche d'alumine pure.Indeed, if this were the case, the pure alumina bar should have a deposit after two hours like the alumina-carbon bar coated with a thick layer of pure alumina.

En fait, le bouchage des busettes est dû à deux phénomènes :

  • l'alumine contenue en tant qu'inclusions dans l'acier se collant sur les parois réfractaires de la busette,
  • l'aluminium contenu dans l'acier qui lorsqu'il entre en contact avec les parois de la busette s'oxyde pour former de l'alumine Al₂O₃ et germer contre la paroi.
In fact, the clogging of the nozzles is due to two phenomena:
  • the alumina contained as inclusions in the steel which sticks to the refractory walls of the nozzle,
  • the aluminum contained in the steel which when it comes into contact with the walls of the nozzle oxidizes to form Al formerO₃ alumina and germinate against the wall.

En effet, en plongeant un échantillon constitué d'un barreau en alumine-graphite dans un bain d'acier en fusion contenant des éléments avides d'oxygène tels que de l'aluminium, on observe les équilibres chimiques décrits ci-dessous.Indeed, by immersing a sample consisting of an alumina-graphite bar in a bath of molten steel containing elements eager for oxygen such as aluminum, the chemical equilibria described below are observed.

L'échantillon en alumine-graphite comporte des impuretés sous forme d'oxydes (SiO₂, Na₂O, K₂O,...) qui sont réduits par le carbone C de l'échantillon pour former du monoxyde de carbone CO gazeux.The alumina-graphite sample contains impurities in the form of oxides (SiO₂, Na₂O, K₂O, ...) which are reduced by the carbon C of the sample to form carbon monoxide CO gas.

Le CO est libéré à la surface de l'échantillon et se dissocie en éléments intermédiaires [C] et [O].CO is released on the surface of the sample and dissociates into intermediate elements [C] and [O].

Cette dissociation à la surface de l'échantillon perturbe localement l'équilibre entre les éléments [C] et [O] contenus dans le bain d'acier. On a alors oxydation des éléments avides d'oxygène du bain par l'oxygène libéré et donc précipitation et croissance d'oxydes à la surface de l'échantillon.This dissociation on the surface of the sample locally disturbs the balance between the elements [C] and [O] contained in the steel bath. Oxidation of the oxygen-hungry elements of the bath is then oxidized by the oxygen released. and therefore precipitation and growth of oxides on the surface of the sample.

Dans le cas d'un bain d'acier calmé à l'aluminium, on a en particulier :

  • dans une région éloignée de la surface de l'échantillon, les équilibres chimiques stables suivants:
    Figure imgb0001
  • dans une région voisine de la surface de l'échantillon, une évolution des équilibres chimiques dans le sens suivants : CO (gazeux) --> [C] + [O]
    Figure imgb0002
     2[Al] + 3[O] --> Al₂O₃ (précipité)
    Figure imgb0003
In the case of a bath of steel calmed with aluminum, we have in particular:
  • in a region distant from the sample surface, the following stable chemical equilibria:
    Figure imgb0001
  • in a region close to the surface of the sample, changes in the chemical equilibria in the following directions: CO (gas) -> [C] + [O]
    Figure imgb0002
     2 [Al] + 3 [O] -> Al₂O₃ (precipitated)
    Figure imgb0003

Dans le cas d'une busette fabriquée avec le matériau Al₂O₃-C, le monoxyde de carbone se dissocie à la surface du canal d'écoulement de l'acier et provoque sur cette surface la précipitation d'oxydes, en particulier d'alumine, produits à partir d'éléments contenus dans l'acier coulé, en particulier l'aluminium. Les dépôts d'oxydes bouchent progressivement le canal de la busette.In the case of a nozzle manufactured with the material Al₂O₃-C, the carbon monoxide dissociates on the surface of the steel flow channel and causes on this surface the precipitation of oxides, in particular of alumina, produced from elements contained in cast steel, in particular aluminum. Oxide deposits gradually block the nozzle channel.

De plus, le monoxyde de carbone se forme non seulement à partir de l'oxygène provenant des impuretés sous forme d'oxydes contenues dans la busette, mais encore à partir de l'oxygène de l'air environnant la busette. L'oxygène de l'air s'infiltre à travers la jonction de la busette et du répartiteur et à travers les parois de la busette en matériau réfractaire poreux. L'oxygène de l'air se combine avec le carbone contenu dans la busette pour former du monoxyde de carbone gazeux qui migre à la surface du canal. Cette migration est favorisée par la dépression créée dans le canal par l'écoulement de l'acier liquide.In addition, carbon monoxide is formed not only from oxygen from impurities in the form of oxides contained in the nozzle, but also from oxygen in the air surrounding the nozzle. The oxygen in the air infiltrates through the junction of the nozzle and the distributor and through the walls of the nozzle made of porous refractory material. The oxygen in the air combines with the carbon in the nozzle to form gaseous carbon monoxide which migrates to the surface of the channel. This migration is favored by the depression created in the channel by the flow of liquid steel.

L'invention a pour but de remédier au bouchage des busettes en matériau réfractaire comportant notamment de l'alumine-carbone, en évitant la formation de dépôts d'oxydes à la surface du canal d'écoulement de métal en fusion, ceci avec des moyens simples et faciles à mettre en oeuvre.The object of the invention is to remedy the blockage of the nozzles made of refractory material comprising in particular alumina-carbon, avoiding the formation of oxide deposits on the surface of the molten metal flow channel, this with simple and easy to implement means.

A cet effet, l'invention a pour objet une busette de coulée de métal, notamment de coulée continue d'acier, comportant un corps en matériau réfractaire dans lequel est ménagé un canal d'écoulement du métal liquide, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre annulaire ménagée dans le corps, disposée autour du canal à proximité de la périphérie de ce canal, s'étendant à peu près sur toute la longueur du canal, raccordée à des moyens de mise en dépression par rapport à l'environnement de la busette ou d'insufflation d'un gaz neutre, de manière que la chambre forme écran à la migration de produits gazeux tels que le monoxyde de carbone vers le canal, et en ce qu'elle comporte de plus une chemise en matériau réfractaire sans carbone, interposée entre la périphérie du canal et la chambre annulaire.To this end, the subject of the invention is a metal casting nozzle, in particular of continuous steel casting, comprising a body of refractory material in which is formed a liquid metal flow channel, characterized in that it comprises an annular chamber formed in the body, disposed around the channel near the periphery of this channel, extending approximately over the entire length of the channel, connected to means for placing under vacuum in relation to the environment of the nozzle or insufflation of a neutral gas, so that the chamber forms a screen for the migration of gaseous products such as carbon monoxide towards the channel, and in that it further comprises a jacket of refractory material without carbon, interposed between the periphery of the channel and the annular chamber.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention :

  • la chemise est fabriquée dans un matériau réfractaire sans carbone comprenant par exemple de l'alumine, de la zircone, des nitrures d'aluminium (AlN) ou de bore (BN), des spinelles, de la magnésie, des borures notamment de zirconium (ZrB₂) ;
  • le corps de busette est fabriqué dans un même matériau réfractaire que la chemise ;
  • le corps est fabriqué dans un matériau composite comprenant de l'alumine et du graphite.
According to other characteristics of the invention:
  • the jacket is made of a carbon-free refractory material comprising, for example, alumina, zirconia, aluminum nitrides (AlN) or boron (BN), spinels, magnesia, borides, in particular zirconium ( ZrB₂);
  • the nozzle body is made of the same refractory material as the jacket;
  • the body is made of a composite material comprising alumina and graphite.

L'invention a également pour objet des procédés de fabrication d'une busette telle que définie ci-dessus.The invention also relates to methods of manufacturing a nozzle as defined above.

Selon un premier procédé de fabrication :

  • on réalise la busette par pressage isostatique d'un matériau réfractaire dans lequel est incorporé un élément fusible occupant le volume d'une chambre annulaire que l'on veut ménager autour d'un canal d'écoulement du métal en fusion,
  • on cuit l'ensemble de la busette à une température élevée faisant fondre l'élément fusible de façon à libérer le volume formant la chambre annulaire.
According to a first manufacturing process:
  • the nozzle is produced by isostatic pressing of a refractory material in which a fusible element occupying the volume of an annular chamber which it is desired to provide around a flow channel for the molten metal,
  • the entire nozzle is cooked at a high temperature melting the fusible element so as to release the volume forming the annular chamber.

Selon un second procédé de fabrication :

  • on fabrique séparément un insert tubulaire et un corps tubulaire de busette, par compression isostatique et cuisson de matériaux réfractaires, l'insert étant destiné à délimiter un canal d'écoulement du métal en fusion;
  • on fixe l'insert dans le corps coaxialement à ce dernier de façon que l'espace libre entre l'insert et le corps forme une chambre annulaire autour du canal.
According to a second manufacturing process:
  • a tubular insert and a tubular nozzle body are produced separately, by isostatic compression and curing of refractory materials, the insert being intended to delimit a flow channel for the molten metal;
  • the insert is fixed in the body coaxially to the latter so that the free space between the insert and the body forms an annular chamber around the channel.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

  • la Fig.1 est une vue schématique d'une partie d'une installation de coulée continue d'acier comportant une busette selon l'invention;
  • la Fig.2 est une vue en coupe longitudinale, à grande échelle, de la busette selon l'invention;
  • les Fig.3 à 5 sont des vues en coupe longitudinale représentant des éléments utilisés pour la fabrication de busettes selon l'invention.
The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which:
  • Fig.1 is a schematic view of part of a continuous steel casting installation comprising a nozzle according to the invention;
  • Fig.2 is a longitudinal sectional view, on a large scale, of the nozzle according to the invention;
  • Figs. 3 to 5 are views in longitudinal section showing elements used for the manufacture of nozzles according to the invention.

On voit sur la figure 1, une partie d'une installation de coulée continue d'acier désignée par la référence générale 10, destinée par exemple à la fabrication de demi-produits métalliques tels que des blooms ou des brames.FIG. 1 shows a part of a continuous steel casting installation designated by the general reference 10, intended for example for the manufacture of metallic semi-finished products such as blooms or slabs.

De façon classique, l'installation comporte un répartiteur 12 d'acier en fusion alimentant une lingotière 14 comportant un moule 16 supérieur et des rouleaux 18 d'entraînement et de guidage du demi-produit en cours de solidification.Conventionally, the installation comprises a distributor 12 of molten steel supplying an ingot mold 14 comprising an upper mold 16 and rollers 18 drive and guide the semi-finished product during solidification.

Le répartiteur 12 est lui-même alimenté en acier en fusion par une poche de coulée non représentée sur la figure.The distributor 12 is itself supplied with molten steel by a ladle not shown in the figure.

L'acier en fusion s'écoule par gravité dans la lingotière 14 en passant à travers au moins une busette 20 selon l'invention, fixée, par des moyens connus, sur le fond du répartiteur 12 au droit de l'ouverture supérieure de la lingotière 14.The molten steel flows by gravity into the ingot mold 14, passing through at least one nozzle 20 according to the invention, fixed, by known means, to the bottom of the distributor 12 in line with the upper opening of the ingot mold 14.

On décrira maintenant plus en détail la busette 20 en regard de la figure 2.The nozzle 20 will now be described in more detail with reference to FIG. 2.

La busette 20 comporte un corps 22 de busette, de forme générale tubulaire, fabriquée dans un matériau réfractaire, de préférence un matériau composite comprenant principalement de l'alumine (Al₂O₃) et du graphite (C).The nozzle 20 comprises a nozzle body 22, of generally tubular shape, made of a refractory material, preferably a composite material mainly comprising alumina (Al₂O₃) and graphite (C).

Le corps 22 comprend un canal 24 d'écoulement de l'acier en fusion. Le canal comporte une extrémité supérieure 26 destinée à être raccordée, par des moyens connus, à un orifice d'écoulement d'acier du répartiteur, et une extrémité inférieure 28 formant deux branches 28A, 28B débouchant à l'extérieur de la busette par des orifices diamétralement opposés.The body 22 includes a channel 24 for the flow of molten steel. The channel has an upper end 26 intended to be connected, by known means, to a steel flow orifice of the distributor, and a lower end 28 forming two branches 28A, 28B opening out to the outside of the nozzle by diametrically opposite orifices.

La périphérie du canal 24 est délimitée sur presque toute la longueur de ce dernier par la surface interne d'une chemise cylindrique 30, en matériau réfractaire sans carbone, fixée dans le corps 22 de busette par des moyens et des procédés qui seront décrits ultérieurement.The periphery of the channel 24 is delimited over almost the entire length of the latter by the internal surface of a cylindrical jacket 30, made of refractory material without carbon, fixed in the body 22 of the nozzle by means and methods which will be described later.

Une chambre annulaire 32, coaxiale au canal 24, entoure la surface externe de la chemise 30 en s'étendant à peu près sur toute la longueur de cette dernière. La paroi de la chambre 32 a une épaisseur faible par rapport à l'épaisseur de la paroi du corps 22 de busette.An annular chamber 32, coaxial with the channel 24, surrounds the external surface of the jacket 30, extending almost over the entire length of the latter. The wall of the chamber 32 has a small thickness compared to the thickness of the wall of the nozzle body 22.

Les branches d'extrémité 28A, 28B du canal, sont également entourées par des parties correspondantes de la chemise 30 et de la chambre 32.The end branches 28A, 28B of the channel are also surrounded by corresponding parts of the jacket 30 and of the chamber 32.

La chambre 32 est disposée au voisinage de la périphérie du canal 24 en étant séparée de ce canal par la paroi de la chemise 30 interposée entre la périphérie du canal et la chambre.The chamber 32 is arranged in the vicinity of the periphery of the channel 24, being separated from this channel by the wall of the jacket 30 interposed between the periphery of the channel and the chamber.

De façon classique, les surfaces interne et externe de la busette sont recouvertes de couches d'émail, non représentées sur les figures, de manière à préserver la busette contre l'oxydation et à imperméabiliser les surfaces poreuses des matériaux réfractaires.Conventionally, the internal and external surfaces of the nozzle are covered with enamel layers, not shown in the figures, so as to preserve the nozzle against oxidation and to waterproof the porous surfaces of the refractory materials.

La chambre 32 est reliée par l'intermédiaire d'un orifice 34 à une source de vide de type connu, non représentée sur les figures, pour la mise en dépression de la chambre par rapport à l'environnement de la busette ou une source d'insufflation d'un gaz neutre, par exemple de l'argon.The chamber 32 is connected via an orifice 34 to a vacuum source of known type, not shown in the figures, for the depression of the chamber with respect to the environment of the nozzle or a source of insufflation of a neutral gas, for example argon.

On a également représenté sur la Fig.2, une bague 36, disposée de façon classique autour du corps 22 de busette, constituée d'un produit réfractaire, en général de zircone graphite, destiné à résister à la corrosion par la poudre du moule.Also shown in Fig.2, a ring 36, conventionally arranged around the nozzle body 22, consisting of a refractory product, generally of graphite zirconia, intended to resist corrosion by the powder of the mold.

Dans l'exemple décrit, la busette 20 a un diamètre externe de 100 mm, le canal 24 a un diamètre de 70 mm, la paroi de la chemise 30 a une épaisseur de 4 mm et la paroi de la chambre annulaire 32 a une épaisseur de 2 mm.In the example described, the nozzle 20 has an external diameter of 100 mm, the channel 24 has a diameter of 70 mm, the wall of the jacket 30 has a thickness of 4 mm and the wall of the annular chamber 32 has a thickness 2 mm.

La chambre 32 permet, d'une part, de recueillir les produits gazeux, en particulier le monoxyde de carbone, se formant dans le matériau réfractaire du corps 22 de busette et migrant vers le canal 24, et, d'autre part, d'évacuer ces produits gazeux par l'orifice 34.The chamber 32 makes it possible, on the one hand, to collect the gaseous products, in particular carbon monoxide, which forms in the refractory material of the nozzle body 22 and migrate towards the channel 24, and, on the other hand, evacuate these gaseous products through orifice 34.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la chemise 30 est fabriquée dans un matériau réfractaire sans carbone comprenant, par exemple, de l'alumine, de la zircone, des nitrures d'aluminium (AlN) ou de bore (BN), des spinelles, de la magnésie, des borures notamment de zirconium (ZrB₂).According to a first embodiment of the invention, the jacket 30 is made of a carbon-free refractory material comprising, for example, alumina, zirconia, aluminum nitrides (AlN) or boron (BN) , spinels, magnesia, borides, in particular zirconium (ZrB₂).

Ainsi, en absence de carbone, il n'y a pas de formation de monoxyde de carbone dans la paroi de la chemise 30 séparant la chambre 32 du canal 24.Thus, in the absence of carbon, there is no formation of carbon monoxide in the wall of the jacket 30 separating the chamber 32 from the channel 24.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, le corps 22 est fabriqué dans un matériau réfractaire, identique à celui de la chemise 30 de la busette, comportant de l'alumine sans carbone. Dans ce cas, la chemise 30 peut être venue de matière avec le corps 22 et former un seul bloc avec celui-ci.According to a second embodiment of the invention, the body 22 is made of a refractory material, identical to that of the jacket 30 of the nozzle, comprising carbon-free alumina. In this case, the jacket 30 may have come integrally with the body 22 and form a single block with the latter.

On décrira maintenant deux procédés de fabrication d'une busette selon l'invention, en regard des figures 3 à 5.We will now describe two methods of manufacturing a nozzle according to the invention, with reference to FIGS. 3 to 5.

Le premier procédé de fabrication permet de réaliser une busette dans laquelle la chemise 30 est venue de matière avec le corps 22 et forme un seul bloc avec ce dernier. Ce procédé comporte les étapes suivantes.The first manufacturing process makes it possible to produce a nozzle in which the jacket 30 is integrally formed with the body 22 and forms a single block with the latter. This process includes the following steps.

Dans un premier temps, on réalise la busette par pressage isostatique d'un matériau réfractaire dans lequel est incorporé un élément fusible ou volatile 32A occupant le volume de la chambre annulaire 32 que l'on veut ménager dans la busette (voir Fig.3).Firstly, the nozzle is produced by isostatic pressing of a refractory material in which is incorporated a fusible or volatile element 32A occupying the volume of the annular chamber 32 which one wishes to provide in the nozzle (see Fig. 3) .

L'élément fusible 32A est fabriqué par exemple en un matériau polymère ou en cire.The fuse element 32A is manufactured for example from a polymeric material or from wax.

On cuit ensuite l'ensemble à une température élevée d'environ 1000° faisant fondre le polymère. Le polymère fondu se vaporise à travers la paroi en matériau réfractaire poreux et libère le volume qu'il occupait initialement. Ce volume forme une chambre annulaire autour du canal de la busette.The whole is then baked at a high temperature of about 1000 ° causing the polymer to melt. The molten polymer vaporizes through the wall of porous refractory material and releases the volume it initially occupied. This volume forms an annular chamber around the channel of the nozzle.

On obtient alors une busette 20 telle que représentée sensiblement à la Fig.2, la chemise 30 étant venue de matière avec le corps 22.A nozzle 20 is then obtained as shown substantially in FIG. 2, the jacket 30 having come integrally with the body 22.

Le second procédé de fabrication de la busette comporte les étapes suivantes.The second method of manufacturing the nozzle comprises the following steps.

On fabrique séparément un insert tubulaire 30 et un corps tubulaire 22 de busette, tels que représentés respectivement aux figures 4 et 5, par pressage isostatique et cuisson de matériaux réfractaires, selon un procédé connu.A tubular insert 30 and a tubular body 22 of nozzle, as shown in FIGS. 4 and 5 respectively, are manufactured separately by isostatic pressing and curing of refractory materials, according to a known method.

On fixe ensuite l'insert 30 dans le corps 22 coaxialement à ce dernier, par exemple avec un ciment de type connu, de façon que l'espace libre entre l'insert 30 et le corps 22 de busette forme une chambre annulaire autour du canal de la busette.The insert 30 is then fixed in the body 22 coaxially with the latter, for example with a cement of known type, so that the free space between the insert 30 and the nozzle body 22 forms an annular chamber around the channel. of the nozzle.

Comme on peut le voir à la Fig.4, l'insert et fabriqué en trois parties, une première partie 30A, coaxiale au corps étant introduite par l'extrémité supérieure du corps et les deux autres parties 30B, 30C, formant les branches de l'insert, étant introduites par les orifices inférieurs du corps.As can be seen in FIG. 4, the insert and manufactured in three parts, a first part 30A, coaxial with the body being introduced by the upper end of the body and the other two parts 30B, 30C, forming the branches of the insert, being introduced through the lower orifices of the body.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits.The invention is not limited to the embodiments described.

Le corps de busette et la chemise interne peuvent être fabriqués dans des matériaux réfractaires divers.The nozzle body and the inner liner can be made from a variety of refractory materials.

La busette peut être utilisée dans des installations de coulée continue ou discontinue et peut alimenter en métal en fusion des lingotières de types divers.The nozzle can be used in continuous or discontinuous casting installations and can supply molten molds of various types with molten metal.

L'invention comporte de nombreux avantages.The invention has many advantages.

Le bouchage d'une busette classique se faisant par oxydation du carbone contenu dans le matériau réfractaire, la chambre annulaire en dépression d'une busette selon l'invention permet d'éviter la migration du monoxyde de carbone gazeux dans le canal de la busette.The plugging of a conventional nozzle being done by oxidation of the carbon contained in the refractory material, the annular vacuum chamber of a nozzle according to the invention makes it possible to avoid the migration of carbon monoxide gas in the channel of the nozzle.

En fabriquant la chemise interne de la busette dans un matériau réfractaire sans carbone, on évite la formation du monoxyde de carbone gazeux à la périphérie du canal et, dans le cas d'une coulée continue d'acier à très faible teneur en carbone, on évite un transfert indésirable de carbone dans l'acier passant dans le canal de la busette.By manufacturing the inner jacket of the nozzle in a carbon-free refractory material, the formation of carbon monoxide gas is avoided at the periphery of the channel and, in the case of a continuous casting of very low carbon steel, prevents an unwanted transfer of carbon into the steel passing through the nozzle channel.

Claims (6)

1. Busette de coulée de métal, notamment de coulée continue d'acier, comportant un corps (22) en matériau réfractaire dans lequel est ménagé un canal (24) d'écoulement du métal liquide, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre annulaire (32) ménagée dans le corps (22), disposée autour du canal (24) à proximité de la périphérie de ce canal, s'étendant à peu près sur toute la longueur du canal (24), raccordée à des moyens (34) de mise en dépression par rapport à l'environnement de la busette ou d'insufflation d'un gaz neutre, de manière que la chambre (32) forme écran à la migration de produits gazeux tels que le monoxyde de carbone vers le canal (24), et en ce qu'elle comporte de plus une chemise (30), en un matériau réfractaire sans carbone, interposée entre la périphérie du canal (24) et la chambre annulaire (32). 1. Metal pouring nozzle, in particular of continuous steel casting, comprising a body (22) of refractory material in which is formed a liquid metal flow channel (24), characterized in that it comprises a chamber annular (32) formed in the body (22), disposed around the channel (24) close to the periphery of this channel, extending approximately over the entire length of the channel (24), connected to means (34 ) vacuuming the environment of the nozzle or insufflating a neutral gas, so that the chamber (32) forms a screen for the migration of gaseous products such as carbon monoxide towards the channel ( 24), and in that it further comprises a jacket (30), made of a carbon-free refractory material, interposed between the periphery of the channel (24) and the annular chamber (32). 2.- Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chemise (30) est fabriquée dans un matériau réfractaire sans carbone comprenant par exemple de l'alumine, de la zircone, des nitrures d'aluminium (AlN) ou de bore (BN), des spinelles, de la magnésie, des borures notamment de zirconium (ZrB₂). 2.- nozzle according to claim 1, characterized in that the jacket (30) is made of a carbon-free refractory material comprising for example alumina, zirconia, aluminum nitrides (AlN) or boron ( BN), spinels, magnesia, borides, in particular zirconium (ZrB₂). 3. Busette selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps de busette (22) est fabriqué dans un même matériau réfractaire que la chemise (30). 3. Nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle body (22) is made of the same refractory material as the jacket (30). 4.- Busette selon la revendication 1ou 2, caractérisée en ce que le corps (22) est fabriqué dans un matériau composite comprenant de l'alumine et du graphite. 4.- nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the body (22) is made of a composite material comprising alumina and graphite. 5. Procédé de fabrication d'une busette selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que : - on réalise la busette par pressage isostatique d'un matériau réfractaire dans lequel est incorporé un élément fusible (32A) occupant le volume d'une chambre annulaire (32) que l'on veut ménager autour d'un canal d'écoulement du métal en fusion, - on cuit l'ensemble de la busette (22) à une température élevée faisant fondre l'élément fusible de façon à libérer un volume formant la chambre annulaire (32). 5. Method for manufacturing a nozzle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: - the nozzle is produced by isostatic pressing of a refractory material in which a fusible element (32A) is incorporated occupying the volume of a chamber annular (32) which it is desired to provide around a flow channel for the molten metal, - The entire nozzle (22) is cooked at a high temperature melting the fusible element so as to release a volume forming the annular chamber (32). 6. Procédé de fabrication d'une busette selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que : - on fabrique séparément un insert tubulaire (30) et un corps tubulaire (22) de busette, par compression isostatique et cuisson de matériaux réfractaires, l'insert (30) étant destiné à délimiter un canal (24) d'écoulement du métal en fusion; - on fixe l'insert (30) dans le corps (22) coaxialement à ce dernier de façon que l'espace libre entre l'insert (30) et le corps (22) forme une chambre annulaire (32) autour du canal (24). 6. A method of manufacturing a nozzle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: - A tubular insert (30) and a tubular body (22) of a nozzle are made separately, by isostatic compression and baking of refractory materials, the insert (30) being intended to delimit a channel (24) for the flow of metal in fusion; - the insert (30) is fixed in the body (22) coaxially with the latter so that the free space between the insert (30) and the body (22) forms an annular chamber (32) around the channel ( 24).
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