FR2555080A1 - METHOD AND APPARATUS FOR AVOIDING THE FORMATION OF A VIRL IN A METALLURGICAL CONTAINER OF A BOTTOM EXIT - Google Patents

Abstract

LE GARNISSAGE DU FOND 16 D'UN PANIER DE COULEE AU-DESSUS D'UNE LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE CONTIENT UN BLOC DE MATERIAU REFRACTAIRE DE FAIBLE PERMEABILITE AU GAZ, DANS LEQUEL EST FORME UN ORIFICE 30 PAR LEQUEL LE METAL FONDU 12 DU PANIER S'ECOULE DANS LA LINGOTIERE. POUR EVITER LA FORMATION D'UN TOURBILLON DE METAL FONDU AU-DESSUS DE L'ORIFICE DE SORTIE 30 DU FOND, CE QUI PROVOQUE NOTAMMENT L'INCLUSION D'IMPURETES DANS LE METAL COULE, LE BLOC DU FOND CONTIENT UN ANNEAU 36 DE MATERIAU REFRACTAIRE DE PLUS GRANDE PERMEABILITE AU GAZ, A TRAVERS DUQUEL ON INJECTE UN COURANT DE GAZ INERTE. CE GAZ FORME A L'INTERIEUR DU BAIN 12 UN CONE DE FINES BULLES GAZEUSES 56 CREANT UNE CIRCULATION DE METAL 58 QUI S'OPPOSE AU MOUVEMENT TOURNOYANT GENERATEUR DE TOURBILLONS.THE BOTTOM LINING 16 OF A CASTING BASKET ABOVE A CONTINUOUS CASTING LINGOTIER CONTAINS A BLOCK OF REFRACTORY MATERIAL OF LOW PERMEABILITY TO GAS, IN WHICH IS FORMED A PORT 30 THROUGH WHICH THE MELT METAL 12 OF THE BASKET HAS ' FLOWING INTO THE LINGOTIER. TO AVOID THE FORMATION OF A SWIRL OF MELT METAL ABOVE THE BOTTOM OUTLET 30, WHICH IN PARTICULAR CAUSES THE INCLUSION OF IMPURITIES IN THE CAST METAL, THE BOTTOM BLOCK CONTAINS A RING 36 OF REFRACTORY MATERIAL GREATER PERMEABILITY TO GAS, THROUGH WHICH AN INERT GAS CURRENT IS INJECTED. THIS GAS FORMS INSIDE THE BATH 12 A CONE OF FINE GAS BUBBLES 56 CREATING A CIRCULATION OF METAL 58 WHICH IS OPPOSED TO THE SWIRLING MOVEMENT GENERATOR OF VIRGINS.

Description

i. 2555080 L'invention apporte une solution pour éviter la formation d'uni. 2555080 The invention provides a solution to avoid the formation of a

tourbillon de métal fondu dans un récipient de coulée à sortie par le fond, tel qu'une poche ou un panier de coulée  swirl of molten metal in a bottom outlet tundish, such as a ladle or a tundish

d'une machine de coulée continue.of a continuous casting machine.

Lors de l'écoulement de métal de tels récipients  When flowing metal from such containers

à travers des orifices ménagés dans le fond de ceux-ci, la confi-  through holes in the bottom thereof, the confi-

guration d'écoulement qui se forme dans le récipient comporte un mouvement tournoyant qui augmente en intensité à mesure que le métal approche l'ouverture de sortie, ce qui créé un tourbillon à l'orifice. Au cours de l'abaissement du niveau du bain de métal fondu dans le récipient, par suite de l'écoulement continu de métal par le fond, le coeur (creux) du tourbillon peut, à un moment donné, traverser toute la profondeur du bain. Ce problème se pose de façon très aiguë dans les paniers d'o on fait couler du métal dans la lingotière d'une macbine de coulée continue, puisque la profondeur du bain de ces récipients est faible, dépassant rarement 0,84 m, et parce que la formation d'un tourbillon se produit  The flow pattern which forms in the container has a swirling motion which increases in intensity as the metal approaches the outlet opening, creating a vortex at the orifice. During the lowering of the level of the molten metal bath in the container, as a result of the continuous flow of metal through the bottom, the core (hollow) of the vortex can, at a given moment, cross the entire depth of the bath . This problem arises very acutely in the baskets from which metal is poured into the ingot mold of a continuous casting tool, since the depth of the bath of these containers is small, rarely exceeding 0.84 m, and because that the formation of a vortex occurs

couramment à des profondeurs pouvant atteindre 0,53 m.  commonly at depths up to 0.53 m.

La formation de tourbillons doit être évitée dans les opérations de coulée, en particulier dans celles associées aux installations de coulée continue, en raison des risques qu'elle présente d'introduction de fragments de crasse flottant à la surface du bain, tels que des particules de laitier ou des produits non métalliques de désoxydation et de réoxydation du métal, dans la lingotière de coulée continue, ce qui affecte la pureté du produit et peut créer des imperfections métalliques près de la peau du produit sortant sous forme d'une barre de la lingotière,  The formation of vortices must be avoided in casting operations, in particular in those associated with continuous casting installations, because of the risks it presents for the introduction of fragments of grime floating on the surface of the bath, such as particles. slag or non-metallic metal deoxidation and reoxidation products, in the continuous casting mold, which affects the purity of the product and can create metallic imperfections near the skin of the outgoing product in the form of a bar of the ingot mold,

imperfections qui peuvent provoquer la rupture de la peau et l'érup-  blemishes that can cause skin breakage and rash

tion de métal - qui est encore à l'état fondu - de l'intérieur de la barre. De plus, dans le cas d'un tourbillonnement intense, par exemple lorsque le coeur creux du tourbillon s'étend de la surface libre du bain jusqu'à l'extrémité de décharge du passage de coulée amenant à la lingotière, de l'air peut être aspiré à travers ce coeur, ce qui se traduit par la réoxydation indésirable  tion of metal - which is still in the molten state - from inside the bar. In addition, in the case of an intense vortex, for example when the hollow core of the vortex extends from the free surface of the bath to the discharge end of the casting passage bringing to the mold, air can be drawn through this core, which results in unwanted reoxidation

du métal introduit dans la lingotière.  of metal introduced into the mold.

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Dans le passé, on a évité les effets nocifs produits par un tourbillon dans les paniers qui alimentent des machines de coulée continue en faisant en sorte que le panier soit continuellement réalimenté en métal, à partir de poches de coulée, de manière à éviter que le niveau du bain dans le panier descende au-dessous d'un  In the past, the harmful effects produced by a vortex in the baskets which feed continuous casting machines have been avoided by ensuring that the basket is continuously replenished with metal, from ladles, so as to prevent the bath level in the basket drops below one

niveau o le risque de formation d'un tourbillon commence à pose-  level o the risk of whirlpool formation begins

un problème. Cependant, s'il se produit une interruption dans la fourniture de métal à partir de la poche, par suite d'un défaut dans le processus de coulée depuis la poche, par exemple, ou parce qu'une nouvelle poche remplie n'est pas disponible pour poursuivre l'alimentation du panier lorsque la poche précédente est vide, il est nécessaire, soit d'arrêter la coulée, soit d'accepter un produit de moindre pureté. Le problème de la formation de tourbillons dans le remplissage de lingotières pour la coulée de lingots à partir de poches oblige d'ailleurs également, de façon analogue, soit d'accepter un produit de qualité moindre, soit d'arrêter la coulée  a problem. However, if there is an interruption in the supply of metal from the ladle, for example due to a defect in the casting process from the ladle, or because a new filled ladle is not available to continue feeding the basket when the previous bag is empty, it is necessary either to stop pouring or to accept a product of lower purity. The problem of the formation of vortices in the filling of ingot molds for the casting of ingots from bags also obliges, in a similar way, either to accept a product of lower quality, or to stop the casting

à partir de la poche avant qu'il ne se forme un tourbillon.  from the pocket before a vortex forms.

Toutes ces solutions au problème indiqué sont conteuses parce qu'elles se traduisent par un produit de moindre valeur commerciale ou par une diminution du rendement du processus de  All of these solutions to the stated problem are contentious because they result in a product of less commercial value or in a reduction in the efficiency of the process.

production de métal.metal production.

Récemment, on a mis au point des dispositifs destinés à être insérés dans l'orifice de sortie de récipients de coulée, tels que des pièces à insérer dans les busettes, qui contiennent un passage d'écoulement rainuré en hélice pour empêcher la formation d'un tourbillon dans le bain de métal. Ces dispositifs, dont un exemple typique est représenté et décrit dans le brevet des EUA 4 079 968, n'éliminent pas totalement le problème dont il est question ici parce que, bien qu'ils conviennent pour empêcher des tourbillons pendant de courtes périodes de coulée, le métal en écoulement a tendance à éroder rapidement les nervures définissant les rainures hélicoïdales de la busette, ce qui rend les dispositifs inaptes à assurer la fonction désirée. Un tel dispositif ne convient donc pas pour être utilisé dans un panier de coulée destiné à fournir du métal à la lingotière d'une machine de coulée continue, o la coulée doit être poursuivie sans interruption pendant plusieurs heures. L'invention vise par conséquent à atténuer ou à  Recently, devices have been developed for insertion into the outlet of pouring vessels, such as parts to be inserted into the nozzles, which contain a helically grooved flow passage to prevent the formation of a whirlpool in the metal bath. These devices, a typical example of which is shown and described in US Pat. No. 4,079,968, do not completely eliminate the problem discussed here because, although they are suitable for preventing vortices during short periods of casting , the flowing metal tends to quickly erode the ribs defining the helical grooves of the nozzle, which makes the devices incapable of ensuring the desired function. Such a device is therefore not suitable for use in a tundish intended to supply metal to the mold of a continuous casting machine, where the casting must be continued without interruption for several hours. The invention therefore aims to attenuate or

éliminer les problèmes décrits dans ce qui précède.  eliminate the problems described in the above.

Selon un de ses aspects, l'invention apporte un procédé pour atténuer la formation d'un tourbillon pendant la coulée de métal fondu à travers l'orifice de sortie d'un récipient de coulée à sortie par le fond, qui comprend l'injection d'un fluide gazeux depuis une zone située autour de l'orifice de sortie et l'envoi de ce fluide gazeux, à contre-courant avec l'écoulement de métal fondu, suivant un trajet d'écoulement convergent, de manière à former un rideau conique de gaz au-dessus et autour de  According to one of its aspects, the invention provides a method for attenuating the formation of a vortex during the casting of molten metal through the outlet orifice of a bottom-outlet casting container, which comprises injection of a gaseous fluid from a zone situated around the outlet orifice and the sending of this gaseous fluid, counter-current with the flow of molten metal, along a convergent flow path, so as to form a conical gas curtain above and around

l'entrée dudit orifice. Le fluide gazeux est un gaz inerte, de pré-  the entrance to said orifice. The gaseous fluid is an inert gas, pre-

férence de l'argon ou un gaz analogue, et il est injecté dans la masse de métal fondu à l'intérieur du récipient à un débit de l'ordre de 5,6 à 14, 2 dm3/min et sous la forme de fines bulles de gaz. L'injection s'effectue de manière qu'il se forme un rideau de gaz qui a la forme générale d'un cône ou d'un cône tronqué creux qui entoure l'ouverture de sortie du récipient, l'angle d'inclinaison des côtés de ce rideau ayant par exemple une valeur nominale de par rapport à l'horizontaleau point de départ et diminuant graduellement à mesure que la distance par rapport à la surface du bain se réduit. Ce rideau de gaz créé, dans le bain de métal fondu et jusqu'à la surface de celui-ci une circulation de métal contraire au mouvement tournoyant vers l'intérieur qui correspond à la tendance générale de l'écoulement de métal vers l'orifice de sortie et qui est générateur de tourbillons. Le mouvement tournoyant dirigé vers l'intérieur du métal au-dessus de l'orifice de sortie dans le fond est de ce fait détruit et le risque de  ference of argon or a similar gas, and it is injected into the mass of molten metal inside the container at a rate of the order of 5.6 to 14.2 dm3 / min and in the form of fines gas bubbles. The injection is carried out so that a gas curtain is formed which has the general shape of a cone or of a hollow truncated cone which surrounds the outlet opening of the container, the angle of inclination of the sides of this curtain having for example a nominal value of with respect to the horizontal at the starting point and gradually decreasing as the distance from the surface of the bath becomes smaller. This gas curtain creates, in the molten metal bath and up to the surface thereof, a circulation of metal contrary to the inward swirling movement which corresponds to the general tendency of the flow of metal towards the orifice which generates vortices. The swirling movement directed inward of the metal above the outlet in the bottom is thereby destroyed and the risk of

formation d'un tourbillon est évité en même temps.  vortex formation is avoided at the same time.

Selon un autre aspect, l'invention apporte un appareil pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Il s'agit d'un appareil de sortie de métal et d'injection de gaz qui se présente sous forme d'un bloc disposé dans le fond du récipient de coulée. Ce bloc est formé d'un matériau réfractaire de faible perméabilité et présente un orifice axial traversant formant l'orifice de sortie du récipient. Concentriquement autour de cet  According to another aspect, the invention provides an apparatus for implementing the method described above. It is a metal outlet and gas injection device which is in the form of a block arranged in the bottom of the pouring vessel. This block is formed of a refractory material of low permeability and has an axial through hole forming the outlet opening of the container. Concentrically around this

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orifice de sortie, le bloc contient, sous forme d'un anneau,  outlet, the block contains, in the form of a ring,

du matériau réfractaire de plus grande perméabilité au gaz; celui-  refractory material with greater gas permeability; the one-

ci forme, à l'intérieur du matériau de faible perméabilité formant le corps du bloc, un passage pour l'introduction. du fluide gazeux dans le récipient. L'appareil comprend en outre un dispositif pour introduire le fluide gazeux dans ce passage et un dispositif,  this forms, inside the material of low permeability forming the body of the block, a passage for the introduction. gaseous fluid in the container. The apparatus further comprises a device for introducing the gaseous fluid into this passage and a device,

situé à l'extrémité de décharge du passage, pour donner à l'écou-  located at the discharge end of the passage, to give the drain

lement de fluide gazeux injecté dans le récipient, une.orientation convergente en direction de la surface libre de la masse de métal  lement of gaseous fluid injected into the container, a convergent orientation towards the free surface of the mass of metal

fondu dans le récipient.melted in the container.

D'autres caractéristiques et.avantages de l'invention  Other characteristics and advantages of the invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de  will emerge more clearly from the description which follows from

plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une coupe verticale d'un récipient de coulée de métal fondu auquel est appliquée l'invention; - la figure 2 est une coupe verticale plus détaillée de l'appareil selon l'invention, se présentant sous forme d'un bloc disposé dans le fond du récipient de figure 1; - la figure 3 est une vue en plan de l'appareil de figure 2; et - la figure 4 est une vue en plan d'une variante de  several nonlimiting exemplary embodiments, as well as the appended drawing, in which: - Figure 1 is a vertical section of a molten metal casting container to which the invention is applied; - Figure 2 is a more detailed vertical section of the apparatus according to the invention, in the form of a block arranged in the bottom of the container of Figure 1; - Figure 3 is a plan view of the apparatus of Figure 2; and - Figure 4 is a plan view of a variant of

réalisation d'un tel appareil selon l'invention.  realization of such an apparatus according to the invention.

La figure 1 représente un récipient de coulée à sortie par le fond, en l'occurrence un panier de coulée 10 qui contient une masse 12 de métal fondu devant s'écouler dans un récipient récepteur (non représenté) qui peut être la lingotière d'une machine de coulée continue. Le panier de coulée 10 possède une enveloppe métallique 14 dont le fond 16 et les parois latérales  FIG. 1 represents a pouring container with outlet from the bottom, in this case a tundish 10 which contains a mass 12 of molten metal which has to flow into a receiving container (not shown) which can be the mold for a continuous casting machine. The tundish 10 has a metal casing 14, the bottom 16 and the side walls

18 sont revêtus intérieurement d'un garnissage réfractaire 20.  18 are coated internally with a refractory lining 20.

Le garnissage dans le fond 16 du panier 10 contient un appareil 22, se présentant sous forme d'un bloc, réalisé selon l'invention et disposé dans une ouverture 24 pratiquée dans le garnissage du récipient. L'appareil 22 possède un corps sous forme d'un bloc 26 de matériau réfractaire, qui est ajusté et fixé dans l'ouverture 24  The lining in the bottom 16 of the basket 10 contains an apparatus 22, in the form of a block, produced according to the invention and arranged in an opening 24 made in the lining of the container. The apparatus 22 has a body in the form of a block 26 of refractory material, which is adjusted and fixed in the opening 24

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au moyen d'une couche de ciment réfractaire 28. Le bloc 26 est formé de préférence d'un réfractaire qui se laisse couler et est constitué d'un aggrégat d'alumine en paillettes et de ciment  by means of a layer of refractory cement 28. The block 26 is preferably formed of a refractory which can be poured and consists of an aggregate of alumina in flakes and of cement

d'aluminate de calcium de haute pureté et de grande résistance.  high purity and high strength calcium aluminate.

Ce bloc, d'une masse volumique d'environ 1,2 kg/dm3 par exemple, confère une bonne solidité à l'appareil et une bonne résistance aux attaques chimiques et mécaniques de métaux et de laitier ferreux et non ferreux à des températures de service pouvant atteindre 1 815 C environ. Le bloc 26 représenté dans les différentes figures possède une forme carrée, mais d'autres formes, rectangulaires,  This block, with a density of about 1.2 kg / dm3 for example, gives good solidity to the device and good resistance to chemical and mechanical attacks by ferrous and non-ferrous metals and slag at temperatures of service of up to approximately 1,815 C. The block 26 shown in the various figures has a square shape, but other shapes, rectangular,

circulaires ou elliptiques par exemple, sont possibles également.  circular or elliptical for example, are also possible.

L'orifice de sortie ou de coulée 30 qui traverse le bloc 26 de part en part est orienté axialement et comporte une partie supérieure 32 définie par une surface courbe qui se raccorde en bas à une paroi conique 34 définissant la partie inférieure de l'orifice 30. La ligne ou le cercle de tangence entre la paroi conique 34 et la surface courbe 32, indiqué par le diamètre D sur la figure 2,  The outlet or pouring orifice 30 which passes through the block 26 right through is oriented axially and has an upper part 32 defined by a curved surface which is connected at the bottom to a conical wall 34 defining the lower part of the orifice 30. The line or circle of tangency between the conical wall 34 and the curved surface 32, indicated by the diameter D in FIG. 2,

forme l'entrée proprement dite de l'orifice.  forms the actual entrance to the orifice.

Selon l'invention, l'appareil 22 comporte des moyens pour injecter un gaz inerte dans le bain de métal fondu contenu dans le panier 10 pour modifier ainsi dans le sens favorable les conditions d'écoulement du métal dans la région du bain située au-dessus de l'orifice 30, afin d'éviter ou de maîtriser la formation d'un tourbillon de métal fondu. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 2 et 3, le dispositif d'injection de gaz inerte comporte une série de bâtonnets 36  According to the invention, the apparatus 22 comprises means for injecting an inert gas into the bath of molten metal contained in the basket 10 so as to modify in a favorable direction the conditions of flow of the metal in the region of the bath situated above above the orifice 30, in order to avoid or control the formation of a swirl of molten metal. In the embodiment of the invention shown in Figures 2 and 3, the inert gas injection device comprises a series of rods 36

disposés verticalement en un cercle concentrique autour de l'ori-  arranged vertically in a concentric circle around the ori-

fice 30 et noyés dans le bloc 26. Les extrémités de décharge des bâtonnets 36, désignées par 38 sur les figures, sont inclinées sous un angle compris entre environ 20 et environ 40 par rapport à l'horizontale, un angle d'environ 30 étant préféré. Les batonnets 30 peuvent être formés par un processus de compression à sec d'un matériau réfractaire de plus grande perméabilité que celui du matériau formant le bloc 26. Pour former les bâtonnets, on peut utiliser des matériaux tels que magnésite, alumine, argile réfractaire, mullite, zircon et zircone, bien que le choix du matériau dépendra des propriétés physiques et métallurgiques demandées dans une  fice 30 and embedded in the block 26. The discharge ends of the rods 36, designated by 38 in the figures, are inclined at an angle between approximately 20 and approximately 40 relative to the horizontal, an angle of approximately 30 being prefer. The rods 30 can be formed by a dry compression process of a refractory material of greater permeability than that of the material forming the block 26. To form the rods, materials such as magnesite, alumina, refractory clay can be used, mullite, zircon and zirconia, although the choice of material will depend on the physical and metallurgical properties required in a

application donnée, ainsi que de la durée de service désirée.  given application, as well as the desired service life.

Le matériau constitutif des bâtonnets 36 doit être suffisamment perméable au gaz pour que, à l'entrée du gaz dans le bain de métal fondu, il se forme dans celui-ci un flux ou des flux de très fines bulles de gaz. Pour obtenir ce résultat, le matériau des bâtonnets  The material of the rods 36 must be sufficiently permeable to gas so that, at the entry of the gas into the molten metal bath, there is formed therein a flow or flows of very fine bubbles of gas. To obtain this result, the material of the rods

doit avoir une porosité apparente de l'ordre de 25 à 30 %.  must have an apparent porosity of the order of 25 to 30%.

Pour amener le gaz inerte, de préférence de l'argon, aux passages de gaz définis par les bâtonnets 36, l'appareil comporte un distributeur annulaire 40. Celui-ci est formé de plusieurs pièces annulaires de tôle métallique 42, 44, 46 et 48, formant respectivement le dessus, le fond et les parois latérales du distributeur. La plaque de-dessus 42 présente des trous répartis sur un cercle pour le passage et la tenue des extrémités inférieures des bâtonnets 36. Une plaque de montage annulaire 50, disposée à une certaine distance sous la plaque de dessus 42 à l'intérieur du distributeur, forme un support pour les extrémités inférieures des bâtonnets 36. La plaque 50 présente des trous 52 axialement alignés avec les bouts des bâtonnets 36 et permettant l'entrée de gaz du distributeur 40 dans les passages d'écoulement définis par les bâtonnets. Un tube d'alimentation 54 est fixé par une extrémité sur la virole 46 formant la paroi latérale  To bring the inert gas, preferably argon, to the gas passages defined by the rods 36, the device comprises an annular distributor 40. This is formed from several annular pieces of metal sheet 42, 44, 46 and 48, respectively forming the top, the bottom and the side walls of the dispenser. The top plate 42 has holes distributed on a circle for the passage and the holding of the lower ends of the rods 36. An annular mounting plate 50, placed at a certain distance under the top plate 42 inside the dispenser , forms a support for the lower ends of the rods 36. The plate 50 has holes 52 axially aligned with the ends of the rods 36 and allowing gas to enter the distributor 40 in the flow passages defined by the rods. A supply tube 54 is fixed by one end to the ferrule 46 forming the side wall

extérieure du distributeur et communique avec l'intérieur de celui-  outside of the dispenser and communicates with the inside of it

ci. L'autre extrémité de ce tube est raccordée à une source de gaz située à l'extérieur du panier 10. Ce tube permet l'introduction  this. The other end of this tube is connected to a gas source located outside the basket 10. This tube allows the introduction

d'un débit de gaz réglable dans le distributeur 40.  an adjustable gas flow rate in the distributor 40.

Pour la préparation d'une coulée, on remplit de métal fondu un panier de coulée 10, avec un appareil 22 selon l'invention incorporé dans le garnissage de son fond et avec l'orifice de sortie 30 fermé par une busette à tiroir ou une quenouille, qui sont deux systèmes bien connus dans l'art et ne sont donc pas représentés ici. Au moment o l'orifice 30 est ouvert pour produire l'écoulement de métal du panier 10, on commence l'alimentation du distributeur 40 en gaz inerte. Le débit-de ce gaz doit être de l'ordre de 5,6 à 14,2 dm3/min pour éviter de façon efficace la formation d'un tourbillon dans le bain de métal fondu, comme décrit ciaprès. Des débits de gaz supérieurs à environ 14,2 dm37in sontà éviter car l'injection d'une trop grande quantité de gaz risque de produire une turbulence dans le bain qui pourrait occasionner l'émulsion de crasse ou de laitier à la surface libre  For the preparation of a casting, a casting basket 10 is filled with molten metal, with an apparatus 22 according to the invention incorporated in the lining of its bottom and with the outlet orifice 30 closed by a drawer nozzle or a distaff, which are two systems well known in the art and are therefore not shown here. When the orifice 30 is opened to produce the flow of metal from the basket 10, the supply of the distributor 40 with inert gas is started. The flow rate of this gas must be of the order of 5.6 to 14.2 dm3 / min to effectively prevent the formation of a vortex in the bath of molten metal, as described below. Gas flow rates higher than approximately 14.2 dm37in are to be avoided since the injection of too large a quantity of gas risks producing a turbulence in the bath which could cause the emulsion of dirt or slag on the free surface.

du bain, ce qui faciliterait l'inclusion de ces impuretés indé-  of the bath, which would facilitate the inclusion of these indefinite impurities

sirables dans le métal s'écoulant a travers l'orifice dans le fond. Aux extrémités de décharge 38 des bâtonnets 36, le gaz sort suivant des trajets d'écoulement inclinés, de manière à former un rideau de gaz qui a essentiellement la forme d'un cône creux, comme indiqué par 56 sur la figure 1, qui est constitué de fines  Sirable in the metal flowing through the hole in the bottom. At the discharge ends 38 of the rods 36, the gas exits along inclined flow paths, so as to form a gas curtain which has essentially the shape of a hollow cone, as indicated by 56 in FIG. 1, which is made up of fines

bulles de gaz qui se dirigent vers la surface libre du bain 12.  gas bubbles which move towards the free surface of the bath 12.

En montant vers la surface du bain, le gaz du rideau 56 forme un panache de bulles tranquille, stable et dense, qui tend à créer, dans l'écoulement de métal vers l'orifice de sortie 30, un courant de métal, désigné par les flèches 58 sur la figure 1, qui est dirigé en sens contraire et qui s'oppose aux forces qui engendrent le tourbillon dans le bain de métal fondu, de manière à maîtriser ou à éliminer ainsi le tourbillon et ses conséquences  Going up towards the surface of the bath, the gas of the curtain 56 forms a calm, stable and dense plume of bubbles, which tends to create, in the flow of metal towards the outlet orifice 30, a current of metal, designated by the arrows 58 in FIG. 1, which is directed in the opposite direction and which opposes the forces which generate the vortex in the bath of molten metal, so as to control or thus eliminate the vortex and its consequences

indésirables.undesirable.

Il a été déterminé que, pour tirer les meilleurs effets de l'invention, le cercle sur lequel sont situés les bâtonnets 36 autour de l'orifice de sortie 30 doit avoir un diamètre compris entre 1,75 et 2,5 fois le diamètre d'entrée D de l'orifice de sortie. De plus, on obtiendra un rideau de gaz 56 de caractéristiques optimales si le diamètre effectif de chacun des bâtonnets 36 à leurs extrémités de décharge est compris entre environ 0,1 et environ 0,15 fois le diamètre du cercle susmentionné sur lequel  It has been determined that, in order to obtain the best effects from the invention, the circle on which the rods 36 are located around the outlet orifice 30 must have a diameter between 1.75 and 2.5 times the diameter d inlet D of the outlet orifice. In addition, a gas curtain 56 of optimum characteristics will be obtained if the effective diameter of each of the rods 36 at their discharge ends is between approximately 0.1 and approximately 0.15 times the diameter of the aforementioned circle on which

sont situés les bâtonnets.are located the sticks.

Une variante de réalisation de l'invention est représentée sur la figure 4, o les mêmes référencessont utilisées  An alternative embodiment of the invention is shown in Figure 4, where the same references are used

pour désigner des éléments analogues à ceux de l'exemple de figure 3.  to designate elements similar to those of the example in FIG. 3.

Dans la variante de figure 4, les bâtonnets 36 de figure 3 sont  In the variant of FIG. 4, the sticks 36 of FIG. 3 are

remplacés par une pièce insérée 60, de forme cylindrique circu-  replaced by an inserted part 60, of circular cylindrical shape

laire, d'un matériau réfractaire qui peut être le même que celui proposé dans ce qui précède pour la formation des bâtonnets 36. On  laire, a refractory material which can be the same as that proposed in the above for the formation of rods 36. We

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comprendra qu'une coupe verticale de la variante selon la figure 4 est identique à celle de figure 2, sauf que les bâtonnets 36 sont remplacés par la pièce insérée 60. On comprendraégalement que l'extrémité supérieure de la pièce 60, définissant l'extrémité de décharge du passage annulaire de gaz formé par cette pièce, présente une inclinaison comparable à celle des extrémités de  will understand that a vertical section of the variant according to FIG. 4 is identical to that of FIG. 2, except that the rods 36 are replaced by the inserted part 60. It will also be understood that the upper end of the part 60, defining the end discharging the annular gas passage formed by this part, has an inclination comparable to that of the ends of

décharge 38 des bâtonnets 36 de l'exemple précédent.  discharge 38 from the sticks 36 of the previous example.

Il est également dans le cadre de l'invention, lorsque les dimensions du bloc du fond sont insuffisantes pour y incorporer les bâtonnets 36 ou la pièce 60 plus le distributeur 40, de disposer les éléments ou l'élément d'injection de gaz selon  It is also within the framework of the invention, when the dimensions of the bottom block are insufficient to incorporate the rods 36 or the part 60 plus the distributor 40, to arrange the elements or the gas injection element according to

l'invention autour de ce bloc 26 dans le garnissage 20 du récipient.  the invention around this block 26 in the lining 20 of the container.

On voit donc que l'invention apporte un procédé et un appareil efficaces pour réduire ou éliminer le problème de la formation d'un tourbillon de métal fondu au-dessus de l'orifice de sortie du récipient et pour supprimer ainsi le risque - qui y est lié - d'inclusion de particules d'impuretés dans le métal coulé, ou d'aspiration d'air à l'intérieur du récipient et de là dans la lingotière recevant le métal coulé. A la différence d'appareils comparables de l'art antérieur, l'appareil selon l'invention est capable d'exercer sa fonction pendant des périodes de fonctionnement prolongées, ce qui le rend particulièrement  It can therefore be seen that the invention provides an effective method and apparatus for reducing or eliminating the problem of the formation of a swirl of molten metal above the outlet of the container and thereby eliminating the risk - which there is bound - to include particles of impurities in the cast metal, or to suck air inside the container and from there into the ingot mold receiving the cast metal. Unlike comparable devices of the prior art, the device according to the invention is capable of exercising its function for extended periods of operation, which makes it particularly

utile pour les installations de coulée continue.  useful for continuous casting installations.

De surcroît, la création d'un rideau de gaz inerte de la manière décrite et à travers duquel doit passer le métal fondu avant de pouvoir entrer dans l'orifice de sortie du récipient, apporte un effet bénéfique secondaire en ce sens qu'elle contribue à l'élimination d'inclusions non métalliques en suspension dans le métal. Cette action purificatrice supplémentaire augmente la qualité du produit de l'opération de coulée et elle est encore accentuée par le faitque la direction. d'injection du gaz inerte est dans le sens de l'éloignement de l'orifice de sortie du récipient, ce qui supprime le risque - qui existe dans les cas o du gaz est injecté dans l'orifice de sortie ou en sa proximité immédiate d'aspiration  In addition, the creation of an inert gas curtain in the manner described and through which the molten metal must pass before it can enter the outlet orifice of the container, brings a secondary beneficial effect in that it contributes elimination of non-metallic inclusions suspended in the metal. This additional purifying action increases the quality of the product of the casting operation and is further accentuated by the fact that the management. of the inert gas injection is in the direction away from the outlet orifice of the container, which eliminates the risk - which exists in cases where gas is injected into the outlet or in its immediate vicinity suction

d'impuretés du récipient dans le courant de métal coulé.  container impurities in the stream of poured metal.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour atténuer la formation d'un tourbillon pendant l'écoulement de métal fondu à travers l'orifice de sortie dans le fond d'un récipient, caractérisé en ce que l'on injecte un fluide gazeux dans le métal fondu (12) à partir d'une zone entourant l'orifice de sortie (30) du récipient et on dirige ce fluide gazeux, à contre-courant avec l'écoulement de métal fondu (12), suivant un trajet d'écoulement convergent, de manière à former un rideau de gaz conique (56) au-dessus et autour de  1. Method for attenuating the formation of a vortex during the flow of molten metal through the outlet orifice in the bottom of a container, characterized in that a gaseous fluid is injected into the molten metal (12 ) from an area surrounding the outlet orifice (30) of the container and this gaseous fluid is directed, counter-current with the flow of molten metal (12), along a converging flow path, so forming a conical gas curtain (56) above and around l'entrée de cet orifice (30).the entrance to this orifice (30). 2. Procédé selon la revendication 1, o le fluide  2. Method according to claim 1, o the fluid gazeux injecté produit un flux de fines bulles de gaz.  injected gas produces a flow of fine gas bubbles. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, o le  3. Method according to claim 1 or 2, where the fluide gazeux injecté est un gaz inerte.  gaseous fluid injected is an inert gas. 4. Procédé selon la revendication 3, o le gaz inerte  4. Method according to claim 3, o the inert gas est de l'argon.is argon. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, o le gaz  5. Method according to claim 3 or 4, o the gas inerte est injecté avec un débit de 5,6 à 14,2 dm3/min.  inert is injected with a flow rate of 5.6 to 14.2 dm3 / min. 6. Procédé selon la revendication 5, o l'angle d'inclinaison du trajet d'écoulement du fluide gazeux est un angle  6. Method according to claim 5, where the angle of inclination of the flow path of the gaseous fluid is an angle de 20 à 40 avec l'horizontale.from 20 to 40 with the horizontal. 7. Procédé selon la revendication 6, o le diamètre de la base du rideau de gaz conique (56) est compris entre 1,75 et 2,5 fois le diamètre d'entrée D)de l'orifice de sortie (30) du  7. Method according to claim 6, o the diameter of the base of the conical gas curtain (56) is between 1.75 and 2.5 times the inlet diameter D) of the outlet orifice (30) of the récipient.container. 8. Procédé selon la revendication 7, o le rideau de gaz (56) possède une épaisseur affective, à sa base, qui est  8. The method of claim 7, o the gas curtain (56) has an affective thickness, at its base, which is comprise entre 0,1 et 0,15 fois le diamètre à la base du rideau (56).  between 0.1 and 0.15 times the diameter at the base of the curtain (56). 9. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon  9. Apparatus for implementing the method according to l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un  any one of the preceding claims, comprising a bloc en matériau réfractaire de faible perméabilité au gaz, qui est disposé dans le fond du récipient et qui est traversé axialement d'un orifice formant l'orifice de sortie du récipient, caractérisé en ce que le bloc (26) contient, sous forme d'un anneau disposé concentriquement autour de l'orifice de sortie (30), un matériau  block of refractory material of low gas permeability, which is disposed in the bottom of the container and which is axially crossed by an orifice forming the outlet orifice of the container, characterized in that the block (26) contains, in the form of '' a ring arranged concentrically around the outlet (30), a material 25550802555080 réfractaire de plus grande perméabilité au gaz que le matériau réfractaire constituant le bloc (26), le matériau réfractaire (36, 60) de plus grande perméabilité formant un passage annulaire pour l'introduction de fluide gazeux à l'intérieur du récipient (10), l'appareil comprenant en outre un dispositif (40, 54) pour introduire un fluide gazeux dans ce passage, de même qu'un dispositif (38) prévu à l'extrémité de décharge dudit passage de gaz (36, 60) pour diriger le fluide gazeux injecté dans le récipient (10) suivant une orientation convergente en direction de la surface libre de la  refractory with greater gas permeability than the refractory material constituting the block (26), the refractory material (36, 60) with greater permeability forming an annular passage for the introduction of gaseous fluid inside the container (10) , the apparatus further comprising a device (40, 54) for introducing a gaseous fluid into this passage, as well as a device (38) provided at the discharge end of said gas passage (36, 60) for directing the gaseous fluid injected into the container (10) in a converging orientation towards the free surface of the masse de métal fondu (12) dans le récipient (10).  mass of molten metal (12) in the container (10). 10. Appareil selon la revendication 9, o le passage annulaire formé par le matériau réfractaire (36, 60) de plus grande perméabilité possède un diamètre compris entre 1,75 et 2,5 fois  10. Apparatus according to claim 9, o the annular passage formed by the refractory material (36, 60) of greater permeability has a diameter between 1.75 and 2.5 times le diamètre (D) de l'orifice de sortie (30) du récipient (10).  the diameter (D) of the outlet orifice (30) of the container (10). 11. Appareil selon la revendication 9 ou 10, o la largeur effective du passage annulaire est comprise entre 0,1  11. Apparatus according to claim 9 or 10, o the effective width of the annular passage is between 0.1 et 0,15 fois le diamètre de ce passage annulaire.  and 0.15 times the diameter of this annular passage. 12. Appareil selon la revendication 11, o le matériau réfractaire (36, 60) de plus grande perméabilité possède une porosité  12. Apparatus according to claim 11, o the refractory material (36, 60) of greater permeability has a porosity apparente de 25 à 30 %.apparent from 25 to 30%. 13. Appareil selon la revendication 12, o l'extré-  13. Apparatus according to claim 12, where the end mité de décharge du passage annulaire est définie par une inclinai-  the discharge portion of the annular passage is defined by an inclination son (38) de la surface extrême de décharge du matériau réfractaire (36, 60) de plus grande perméabilité, inclinaison (38) qui est  sound (38) of the extreme surface of discharge of the refractory material (36, 60) of greater permeability, inclination (38) which is comprise entre 20 et 40 sur l'horizontale.  between 20 and 40 on the horizontal. 14. Appareil selon la revendication 13, o le matériau réfractaire de plus grande perméabilité se présente sous forme d'un corps cylindrique creux (60) qui est disposé concentriquement et  14. Apparatus according to claim 13, o the refractory material of greater permeability is in the form of a hollow cylindrical body (60) which is arranged concentrically and à distance autour de l'orifice de sortie (30) du récipient.  at a distance around the outlet orifice (30) of the container. 15. Appareil selon la revendication 13, o le matériau réfractaire de plus grande perméabilité se présente sous forme de plusieurs bâtonnets cylindriques (36) disposés à distance les uns des autres sur un cercle entourant concentriquement l'orifice de  15. Apparatus according to claim 13, o the refractory material of greater permeability is in the form of several cylindrical rods (36) arranged at a distance from each other on a circle concentrically surrounding the orifice of sortie (30) du récipient.outlet (30) from the container. il 2555080il 2555080 16. Appareil selon la revendication 14 ou 15, compre-  16. Apparatus according to claim 14 or 15, comprising nant un distributeur annulaire (40) noyé concentriquement autour de l'orifice de sortie (30) dans le matériau réfractaire de faible perméabilité au gaz du bloc (26), ce distributeur (40) établissant une communication entre le matériau réfractaire (36, 60) de plus  nant an annular distributor (40) concentrically embedded around the outlet orifice (30) in the refractory material of low gas permeability of the block (26), this distributor (40) establishing communication between the refractory material (36, 60 ) Furthermore grande perméabilité et une arrivée (54) de fluide gazeux.  high permeability and an inlet (54) of gaseous fluid.