FR2699440A1 - The evaporative cooling of metallurgical vessels - Google Patents

Abstract

A process is claimed for cooling the walls of a metallurgical vessel (1) heated to a high temp. and having at least one opening (2) in its upper part through which a gaseous cooling fluid is injected. The process involves: (a) channelling of the gaseous fluid towards the bottom (3) and the lateral walls (4) of the vessel (1); and (b) spraying a cooling liq. with a low evaporation temp. and a high vaporisation heat in the form of a mist onto the bottom (3) of the vessel in order to provoke its evaporation.

Description

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de refroidissement des parois internes d'un récipient métallurgique porté à haute température et présentant au moins une ouverture à sa partie supérieure. The present invention relates to a method and a device for cooling the internal walls of a metallurgical container brought to high temperature and having at least one opening at its upper part.

Dans les installations sidérurgiques, lors des différentes étapes d'élaboration de l'acier, des récipients métallurgiques comme par exemple les rigoles basculantes, les poches pour la coulée de l'acier, les convertisseurs et les répartiteurs pour la coulée continue de l'acier, sont destinés à être en contact avec la fonte ou l'acier liquide et donc soumis à des températures élevées voisines de 1500 C.  In steel plants, during the various stages of steelmaking, metallurgical vessels such as, for example, tilting channels, ladles for casting steel, converters and distributors for continuous casting of steel , are intended to be in contact with cast iron or liquid steel and therefore subjected to high temperatures close to 1500 C.

Compte tenu des contraintes thermomécaniques exercées sur ces récipients, ceux-ci s'usent au cours du temps et nécessitent donc des opérations de réfection. Given the thermomechanical stresses exerted on these containers, they wear out over time and therefore require repair operations.

Ainsi, pour procéder à la réfection d'un récipient métallurgique dont les parois internes sont érodées, il convient d'abord d'isoler ledit récipient dans une zone de l'usine éloignée des sources de chaleur. Thus, to repair a metallurgical container whose internal walls are eroded, it is first necessary to isolate said container in an area of the plant far from heat sources.

Par exemple, pour un répartiteur, la température du béton formant le garnissage interne avoisine 1500 C et celle du blindage constituant l'enveloppe externe est proche de 250 C.  For example, for a distributor, the temperature of the concrete forming the internal lining is around 1500 C and that of the shield constituting the external envelope is close to 250 C.

On conçoit donc aisément que le répartiteur doit être refroidi avant de pouvoir procéder aux travaux de réfection. It is therefore easy to see that the distributor must be cooled before it can carry out repair work.

Pour ce faire, on pratique dans une première étape un refroidissement par déperditions thermiques naturelles, à savoir rayonnement et convection, et au bout d'environ trois heures, la température des parois internes du répartiteur est suffisamment basse pour que l'on puisse enlever les crasses d'acier appelées loups, qui se sont solidifiées sur le fond et les parois internes latérales dudit répartiteur. To do this, in a first step, cooling by natural heat losses, namely radiation and convection, is practiced, and after approximately three hours, the temperature of the internal walls of the distributor is sufficiently low so that the steel dross called wolves, which have solidified on the bottom and the lateral internal walls of said distributor.

Lors d'une deuxième étape, on refroidit l'intérieur du répartiteur par convection forcée à l'aide d'un ou plusieurs ventilateurs fixés sur un bâti posé sur la partie supérieure dudit répartiteur et dirigé vers l'intérieur de celui-ci. During a second step, the interior of the distributor is cooled by forced convection using one or more fans fixed on a frame placed on the upper part of said distributor and directed towards the interior thereof.

Pour un répartiteur de sept à huit mètres de longueur, trois ventilateurs d'un débit individuel nominal de 20000 Nm3/h d'air ambiant sont nécessaires pour assurer le refroidissement. For a distributor of seven to eight meters in length, three fans with a nominal individual flow of 20,000 Nm3 / h of ambient air are necessary to ensure cooling.

Une telle étape dure environ six heures et permet d'obtenir un béton prêt à être traité aux endroits qui nécessitent un regarnissage. Such a step lasts about six hours and allows concrete to be prepared ready for treatment in places that require relining.

Après avoir traité le béton, celui-ci est remplacé par du béton frais coulé qui est ensuite cuit aux environs par exemple de 650"C.  After treating the concrete, it is replaced by fresh poured concrete which is then fired at around 650 ° C for example.

Lorsque ces travaux de réfection sont terminés, le répartiteur est soumis à un dernier refroidissement par convection forcée pendant une durée de deux heures, puis est équipé de busettes. When these repair works are finished, the distributor is subjected to a final cooling by forced convection for a period of two hours, then is equipped with nozzles.

Une telle méthode de réfection présente des inconvénients majeures. Such a repair method has major drawbacks.

En effet, la durée des étapes de refroidissement forcé augmente considérablement la durée totale de l'opération de réfection du répartiteur immobilisant celui-ci trop longtemps compte tenu des conditions impératives de production de l'acier. Indeed, the duration of the forced cooling stages considerably increases the total duration of the repair operation of the distributor immobilizing the latter for too long taking into account the imperative conditions of steel production.

En outre, lors du refroidissement forcé, plusieurs manipulations sont nécessaires pour approcher progressivement les ventilateurs du répartiteur en raison des températures élevées qui règnent à proximité dudit répartiteur. In addition, during forced cooling, several manipulations are necessary to gradually approach the fans of the distributor because of the high temperatures prevailing near said distributor.

Cette chaleur interne empêche également de placer les ventilateurs à l'intérieur du répartiteur, près du fond et des parois internes latérales de celui-ci afin d'améliorer l'efficacité du refroidissement. This internal heat also prevents the fans from being placed inside the distributor, near the bottom and the internal side walls of the distributor to improve cooling efficiency.

Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention a donc pour but de proposer un procédé de refroidissement d'un récipient métallique qui soit fiable, efficace, simple à mettre en oeuvre et qui permette un refroidissement dudit récipient plus rapide que selon l'art antérieur, ainsi que le dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. In order to remedy the aforementioned drawbacks, the object of the present invention is therefore to propose a method of cooling a metal container which is reliable, effective, simple to implement and which allows cooling of said container faster than according to the art. prior, as well as the device for the implementation of said method.

La présente invention a donc pour objet un procédé de refroidissement des parois d'un récipient métallurgique porté à haute température et présentant au moins une ouverture à sa partie supérieure par laquelle on injecte un fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur dudit récipient, caractérisé en ce que
- on canalise le fluide gazeux vers le fond et les parois latérales dudit récipient métallurgique,
- et on pulvérise sous la forme d'un brouillard sur ledit fond et lesdites parois latérales un liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation afin de provoquer son évaporation.The present invention therefore relates to a process for cooling the walls of a metallurgical container brought to high temperature and having at least one opening at its upper part through which a gaseous cooling fluid is injected inside said container, characterized in what
- the gaseous fluid is channeled towards the bottom and the side walls of said metallurgical container,
- And spraying in the form of a mist on said bottom and said side walls a coolant at low evaporation temperature and high heat of vaporization to cause its evaporation.

La présente invention a également pour objet un dispositif de refroidissement des parois d'un récipient métallurgique porté à haute température et présentant au moins une ouverture à sa partie supérieure, pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus, comprenant
- un bâti comportant au moins une embase disposée sensiblement parallèlement et au-dessus de ladite ouverture,
- des moyens d'injection d'un fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur dudit récipient métallurgique, caractérisé en ce qu'il comporte
- des moyens de canalisation du fluide gazeux vers le fond et les parois latérales du récipient, lesdits moyens de canalisation communiquant avec lesdits moyens d'injection du fluide gazeux et étant assujettis audit bâti,
- des moyens d'amenée d'un liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation, disposés en regard des parois internes du récipient métallurgique,
- et des moyens de pulvérisation dudit liquide de refroidissement sur lesdites parois internes du récipient métallurgique.The present invention also relates to a device for cooling the walls of a metallurgical container brought to high temperature and having at least one opening at its upper part, for implementing the method mentioned above, comprising
- a frame comprising at least one base arranged substantially parallel and above said opening,
- Means for injecting a gaseous cooling fluid inside said metallurgical container, characterized in that it comprises
means for channeling the gaseous fluid towards the bottom and the side walls of the container, said channeling means communicating with said means for injecting the gaseous fluid and being subject to said frame,
means for supplying a coolant with a low evaporation temperature and a high heat of vaporization, arranged opposite the internal walls of the metallurgical vessel,
- And means for spraying said coolant on said internal walls of the metallurgical container.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- les moyens d'injection du fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur du récipient métallurgique sont formés par au moins un ventilateur,
- les moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins une buse partiellement engagée à l'intérieur du récipient métallurgique et comportant un canal interne délimité par une paroi périphérique disposée à faible distance des parois latérales dudit récipient,
- la buse est assujettie perpendiculairement à l'embase du bâti par son extrémité supérieure et comporte à son extrémité inférieure dirigée vers le fond dudit récipient une section de passage pour le fluide gazeux adaptée à la forme du récipient métallurgique,
- la paroi périphérique est disposée à une distance des parois latérales du récipient comprise entre 200 et 400 mm et de préférence égale à 300mm,
- les moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins deux buses et par un écran thermique comprenant, d'une part, une enveloppe périphérique entourant lesdites buses et disposée en regard des faces internes des parois latérales et, d'autre part, une paroi horizontale disposée entre lesdites buses et ladite enveloppe périphérique et en regard de la face interne du fond du récipient métallurgique,
- les moyens d'amenée du liquide de refroidissement sont formés par au moins une conduite disposée entre la paroi périphérique de ladite buse et les parois latérales dudit récipient, ladite conduite étant solidaire de ladite paroi périphérique,
- les moyens de pulvérisation du liquide de refroidissement sur les parois internes du récipient sont formés par des gicleurs régulièrement espacés sur ladite conduite.According to other features of the invention
the means for injecting the gaseous cooling fluid inside the metallurgical container are formed by at least one fan,
the means for channeling the gaseous fluid are formed by at least one nozzle partially engaged inside the metallurgical container and comprising an internal channel delimited by a peripheral wall disposed at a short distance from the side walls of said container,
the nozzle is fixed perpendicularly to the base of the frame by its upper end and comprises at its lower end directed towards the bottom of said container a passage section for the gaseous fluid adapted to the shape of the metallurgical container,
the peripheral wall is disposed at a distance from the side walls of the container of between 200 and 400 mm and preferably equal to 300mm,
the means for channeling the gaseous fluid are formed by at least two nozzles and by a heat shield comprising, on the one hand, a peripheral envelope surrounding said nozzles and arranged opposite the internal faces of the side walls and, on the other hand, a horizontal wall disposed between said nozzles and said peripheral envelope and facing the internal face of the bottom of the metallurgical container,
the means for supplying the cooling liquid are formed by at least one pipe disposed between the peripheral wall of said nozzle and the side walls of said container, said pipe being integral with said peripheral wall,
- The means for spraying the coolant on the internal walls of the container are formed by regularly spaced nozzles on said pipe.

Le dispositif selon la présente invention s'applique particulierement au refroidissement d'un répartiteur pour la coulée continue de l'acier. The device according to the present invention is particularly applicable to the cooling of a distributor for the continuous casting of steel.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en perspective partiellement arrachée d'un répartiteur pour la coulée continue de l'acier, muni d'un dispositif de refroidissement selon l'invention,
- la Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du répartiteur et du dispositif de refroidissement selon l'invention,
- la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig. 1 is a schematic perspective view partially cut away of a distributor for the continuous casting of steel, provided with a cooling device according to the invention,
- Fig. 2 is a schematic view in longitudinal section of the distributor and of the cooling device according to the invention,
- Fig. 3 is a sectional view along line 3-3 of FIG. 2.

Comme représenté sur les figures et désigné dans son ensemble par la référence 1, le récipient métallurgique est un répartiteur pour la coulée continue de l'acier. As shown in the figures and generally designated by the reference 1, the metallurgical container is a distributor for the continuous casting of steel.

Le répartiteur 1 a une forme générale allongée, sensiblement parallélépipèdique, et présente une ouverture 2 à sa partie supérieure disposée sur toute la longueur dudit répartiteur. The distributor 1 has a generally elongated shape, substantially parallelepiped, and has an opening 2 at its upper part arranged over the entire length of said distributor.

Lors de la mise en service de ce répartiteur 1, une poche non représentée sur les figures, est placée au-dessus de l'ouverture 2 et déverse par un canal de coulée l'acier en fusion à l'intérieur dudit répartiteur. When this distributor 1 is put into service, a pocket, not shown in the figures, is placed above the opening 2 and pours the molten steel inside said distributor by a pouring channel.

Ce répartiteur 1 comporte des parois comprenant un fond 3 et des parois latérales 4 légèrement inclinées vers l'extérieur par rapport à la verticale. This distributor 1 has walls comprising a bottom 3 and side walls 4 slightly inclined outward relative to the vertical.

Le fond 3 et les parois latérales 4 sont constitués d'un garnissage interne 5 en béton réfractaire dont la température atteint 1500"C et d'une enveloppe externe métallique ou blindage 6 porté à une température de l'ordre de 250"C.  The bottom 3 and the side walls 4 consist of an internal lining 5 made of refractory concrete, the temperature of which reaches 1500 "C. and an external metallic or shielding envelope 6 brought to a temperature of the order of 250" C.

Après un certain nombre de coulées, lorsque le fond 3 et les parois latérales 4 du répartiteur 1 sont suffisamment érodés pour nécessiter une réfection ou pour des changements de nuances d'acier, le répartiteur 1 est transporté en dehors des sources de chaleur de l'aciérie en vue de son refroidissement par le dispositif 10 selon la présente invention. After a certain number of castings, when the bottom 3 and the side walls 4 of the distributor 1 are sufficiently eroded to require repair or for changes in steel grades, the distributor 1 is transported outside the heat sources of the steelworks for cooling by the device 10 according to the present invention.

Comme représenté sur la Fig.l, le dispositif de refroidissement 10 comprend un bâti 11 qui comporte au moins une embase 12 horizontale munie de quatre pieds latéraux 13 destinés à venir en appui sur les bords horizontaux des parois latérales 4 du répartiteur 1 afin de disposer ladite embase 12 au-dessus de l'ouverture 2 dudit répartiteur et parallèlement à celle-ci. As shown in Fig.l, the cooling device 10 comprises a frame 11 which comprises at least one horizontal base 12 provided with four lateral feet 13 intended to come to bear on the horizontal edges of the side walls 4 of the distributor 1 in order to have said base 12 above the opening 2 of said distributor and parallel to it.

Quatre montants 14 latéraux et verticaux sont fixés sur l'embase 12 de manière opposée deux à deux, et chaque paire de montants 14 ainsi disposée est reliée transversalement par une entretoise 15 qui est destinée à coopérer par exemple, avec un crochet de levage, non représenté, d'un pont roulant pour le transport et la mise en place du dispositif de refroidissement 10 au dessus du répartiteur 1. Four lateral and vertical uprights 14 are fixed on the base 12 in opposite pairs, and each pair of uprights 14 thus arranged is connected transversely by a spacer 15 which is intended to cooperate, for example, with a lifting hook, not shown, an overhead crane for transporting and installing the cooling device 10 above the distributor 1.

Le dispositif de refroidissement 10 comprend des moyens d'injection d'un fluide gazeux à l'intérieur du répartiteur 1. The cooling device 10 comprises means for injecting a gaseous fluid inside the distributor 1.

Ces moyens sont formés par des ventilateurs 16, par exemple au nombre de trois, régulièrement disposés sur l'embase 12 et dirigés vers le fond 3 du répartiteur 1 lorsque le dispositif 10 est mis en place sur ledit répartiteur. These means are formed by fans 16, for example three in number, regularly disposed on the base 12 and directed towards the bottom 3 of the distributor 1 when the device 10 is placed on said distributor.

Le dispositif 10 comporte également des moyens de canalisation du fluide gazeux vers le fond 3 du répartiteur 1 qui communiquent avec les ventilateurs 16. The device 10 also includes means for channeling the gaseous fluid towards the bottom 3 of the distributor 1 which communicate with the fans 16.

Ces moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins une buse 17 partiellement engagée à l'intérieur du répartiteur 1 et comportant un canal interne 18 délimité par une paroi périphérique 19 formant la jupe de ladite buse. These means for channeling the gaseous fluid are formed by at least one nozzle 17 partially engaged inside the distributor 1 and comprising an internal channel 18 delimited by a peripheral wall 19 forming the skirt of said nozzle.

Comme représenté sur la Fig. 2, les moyens de canalisation du fluide gazeux comportent trois buses 17 alignées sur toute la longueur du répartiteur 1, chacune de ces buses étant disposée perpendiculairement et reliée à la face inférieure de l'embase 12 par une extrémité 19a dite supérieure. As shown in Fig. 2, the means for channeling the gaseous fluid comprise three nozzles 17 aligned over the entire length of the distributor 1, each of these nozzles being arranged perpendicularly and connected to the underside of the base 12 by an end 19a called the top.

Au-dessus de l'extrémité supérieure 19 de chaque buse 17 en contact avec l'embase 12, un conduit cylindrique 20 est monté sur la face supérieure de ladite embase 12 afin de recevoir un des trois ventilateurs 16. Above the upper end 19 of each nozzle 17 in contact with the base 12, a cylindrical duct 20 is mounted on the upper face of said base 12 in order to receive one of the three fans 16.

L'extrémité supérieure 19a de chaque buse 19 présente une section de passage circulaire pour le fluide gazeux injecté par le ventilateur placé au-dessus. The upper end 19a of each nozzle 19 has a circular passage section for the gaseous fluid injected by the fan placed above.

La paroi périphérique 19 de chaque buse 17 présente, d'une part, dans une section transversale par rapport à la longueur du répartiteur 1, ainsi que représenté à la Fig. 3, une forme tronconique évasée à son extrémité supérieure 19a en contact avec l'embase 12 et, d'autre part, dans une section longitudinale, ainsi que représenté à la Fig. 2, une forme tronconique évasée vers l'extrémité opposée 19b dite inférieure. The peripheral wall 19 of each nozzle 17 has, on the one hand, in a cross section relative to the length of the distributor 1, as shown in FIG. 3, a frustoconical shape flared at its upper end 19a in contact with the base 12 and, on the other hand, in a longitudinal section, as shown in FIG. 2, a frustoconical shape flared towards the opposite end 19b called lower.

L'extrémité inférieure 19b de chaque buse 17 présente ainsi une section de passage pour le fluide gazeux qui a la forme du répartiteur 1. The lower end 19b of each nozzle 17 thus has a passage section for the gaseous fluid which has the shape of the distributor 1.

La vitesse de passage du fluide gazeux peut être augmentée en fonction de la forme de chaque buse 17. The speed of passage of the gaseous fluid can be increased as a function of the shape of each nozzle 17.

La canalisation de ce fluide gazeux par les buses 17 permet donc d'assurer une ventilation plus uniforme du répartiteur 1 et un refroidissement plus efficace. The channeling of this gaseous fluid through the nozzles 17 therefore makes it possible to ensure more uniform ventilation of the distributor 1 and more efficient cooling.

Selon une variante, le dispositif de refroidissement peut comporter une buse s'étendant sur toute la longueur du répartiteur et communiquant avec les trois ventilateurs. Alternatively, the cooling device may include a nozzle extending over the entire length of the distributor and communicating with the three fans.

Dans le cas du refroidissement notamment d'une poche pour la coulée de l'acier, les moyens de canalisation du fluide gazeux vers le fond de ladite poche peuvent être formés par une buse dont la jupe est cylindrique et d'axe vertical. In the case of cooling in particular of a ladle for casting steel, the means for channeling the gaseous fluid towards the bottom of said ladle can be formed by a nozzle whose skirt is cylindrical and of vertical axis.

La paroi périphérique 19 de chacune des buses 17 est disposée à une distance des parois 3 et 4 du répartiteur 1 comprise entre 200 et 400mm et de préférence égale à 300mm. The peripheral wall 19 of each of the nozzles 17 is disposed at a distance from the walls 3 and 4 of the distributor 1 between 200 and 400mm and preferably equal to 300mm.

La paroi périphérique 19 peut être formée de deux cloisons entre lesquelles circule un liquide de refroidissement. The peripheral wall 19 can be formed of two partitions between which a coolant circulates.

Selon une autre variante non représentée, les moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins deux buses 17 et par un écran thermique comprenant, d'une part, une enveloppe périphérique entourant lesdites buses 17 et disposée en regard des faces internes des parois laterales 4 et, d'autre part, une paroi horizontale disposée entre lesdites buses 17 et ladite enveloppe périphérique et en regard de la face interne du fond 3 du récipient métallurgique 1. According to another variant, not shown, the means for channeling the gaseous fluid are formed by at least two nozzles 17 and by a heat shield comprising, on the one hand, a peripheral envelope surrounding said nozzles 17 and disposed opposite the internal faces of the walls. lateral 4 and, on the other hand, a horizontal wall disposed between said nozzles 17 and said peripheral envelope and facing the internal face of the bottom 3 of the metallurgical container 1.

L'écran thermique peut être formé de deux cloisons entre lesquelles circule un liquide de refroidissement. The heat shield can be formed of two partitions between which a coolant circulates.

Le dispositif de refroidissement 10 selon la présente invention comporte également des moyens d'amenée d'un liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation en regard des faces internes des parois 3 et 4 du répartiteur 1. The cooling device 10 according to the present invention also comprises means for supplying a cooling liquid with a low evaporation temperature and a high heat of vaporization opposite the internal faces of the walls 3 and 4 of the distributor 1.

Ces moyens sont formés par au moins une conduite 21 disposée dans l'espace libre entre les parois 3 et 4 du répartiteur 1 et la paroi périphérique 19 de chaque buse 17. These means are formed by at least one pipe 21 disposed in the free space between the walls 3 and 4 of the distributor 1 and the peripheral wall 19 of each nozzle 17.

Comme représenté sur les figures, la conduite 21 est solidaire des buses 17 et a la forme générale d'un cadre rectangulaire horizontal situé à la périphérie de l'extrémité inférieure 19b des buses 17. As shown in the figures, the pipe 21 is integral with the nozzles 17 and has the general shape of a horizontal rectangular frame situated at the periphery of the lower end 19b of the nozzles 17.

Les portions 21a et 21b de la conduite 21 formant les grands côtés du cadre ont une longueur sensiblement égale à celle de l'embase 12 et s'étendent le long des trois buses 17. The portions 21a and 21b of the pipe 21 forming the long sides of the frame have a length substantially equal to that of the base 12 and extend along the three nozzles 17.

Les portions 21c et 21d de la conduite 21 formant les petits côtés du cadre ont une largeur sensiblement égale à celle de l'extrémité inférieure 19b de chaque buse 17. The portions 21c and 21d of the pipe 21 forming the short sides of the frame have a width substantially equal to that of the lower end 19b of each nozzle 17.

Une conduite centrale 22 reliant en leur milieu chacune des portions 21c et 21d de la conduite 21 est disposée entre une portion 21a et 21b formant les grands côtés du cadre et dans un même plan que celui dudit cadre. A central pipe 22 connecting in the middle each of the portions 21c and 21d of the pipe 21 is disposed between a portion 21a and 21b forming the long sides of the frame and in the same plane as that of said frame.

Cette conduite centrale 22 est ainsi disposée dans la section de passage de l'extrémité inférieure 19b de chaque buse 17 et donc sur le passage du fluide gazeux de refroidissement. This central pipe 22 is thus arranged in the passage section of the lower end 19b of each nozzle 17 and therefore on the passage of the gaseous cooling fluid.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, une seconde conduite 23 ayant également la forme générale d'un cadre rectangulaire est située dans un plan de coupe horizontal disposé sensiblement dans la partie médiane des buses 17. In the embodiment shown in the figures, a second pipe 23 also having the general shape of a rectangular frame is located in a horizontal section plane arranged substantially in the middle part of the nozzles 17.

Cette conduite 23 est fixée à l'extérieur de la paroi périphérique 19 de chaque buse 17 et est donc disposée en regard des parois latérales 4 du répartiteur 1. This pipe 23 is fixed to the outside of the peripheral wall 19 of each nozzle 17 and is therefore placed facing the side walls 4 of the distributor 1.

Comme représenté à la Fig. 3, une conduite 24 est prévue pour l'alimentation en liquide de refroidissement simultanément des conduites 21, 22 et 23. As shown in Fig. 3, a line 24 is provided for supplying coolant simultaneously to the lines 21, 22 and 23.

Le dispositif de refroidissement selon l'invention est équipé de moyens de pulvérisation du liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation sur les faces internes des parois 3 et 4 du répartiteur 1. The cooling device according to the invention is equipped with means for spraying the coolant at low evaporation temperature and at high vaporization heat on the internal faces of the walls 3 and 4 of the distributor 1.

Ces moyens de pulvérisation sont formés par des gicleurs 25 fixés et régulièrement espacés sur les conduites 21, 22 et 23 d'amenée du liquide de refroidissement. These spraying means are formed by nozzles 25 fixed and regularly spaced on the pipes 21, 22 and 23 for supplying the coolant.

Les gicleurs 25 sont disposés en vis-à-vis des faces internes des parois 3 et 4 du répartiteur 1 et la distance séparant deux gicleurs 25 consécutifs est comprise entre 100 et 800mm et de préférence égale à 500mm. The nozzles 25 are arranged opposite the internal faces of the walls 3 and 4 of the distributor 1 and the distance separating two consecutive nozzles 25 is between 100 and 800mm and preferably equal to 500mm.

Chacun des gicleurs 25 a un angle de pulvérisation compris entre 50 et 1500 et de préférence égal à 90".  Each of the nozzles 25 has a spray angle of between 50 and 1500 and preferably equal to 90 ".

Avantageusement, la distance entre deux gicleurs 25 et l'angle de pulvérisation de ceux-ci est choisie de manière à couvrir la plus grande surface possible des parois 3 et 4 lors de la pulvérisation du liquide de refroidissement. Advantageously, the distance between two nozzles 25 and the spray angle thereof is chosen so as to cover the largest possible area of the walls 3 and 4 during the spraying of the coolant.

Lorsque plusieurs conduites sont superposées, les gicleurs de ces conduites sont disposés en quinconce afin de couvrir une plus grande surface des parois 3 et 4. When several pipes are superimposed, the nozzles of these pipes are staggered in order to cover a larger surface of the walls 3 and 4.

Dans l'exemple de réalisation décrit et représenté, le nombre de gicleurs est égal à 50. In the embodiment described and shown, the number of nozzles is equal to 50.

La pression du liquide de refroidissement est comprise entre 0,5 et 10 bars relatifs et de préférence égale à 5 bars relatifs. The pressure of the coolant is between 0.5 and 10 relative bars and preferably equal to 5 relative bars.

Le fluide gazeux de refroidissement est par exemple de l'air. The gaseous cooling fluid is for example air.

Les fumées de combustion provenant d'un brûleur, dont la température est inférieure à 100"C et qui sont non saturées en vapeur d'eau peuvent également servir de fluide gazeux de refroidissement. Combustion fumes from a burner, the temperature of which is below 100 "C and which are not saturated with water vapor, can also serve as a gaseous cooling fluid.

Le liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation est choisi parmi l'eau, l'azote ou le dioxyde de carbone liquides. The coolant with a low evaporation temperature and a high heat of vaporization is chosen from liquid water, nitrogen or carbon dioxide.

Préférentiellement, le liquide choisi est l'eau, compte tenu du fait que la chaleur latente de l'eau est égale à environ 13 fois la chaleur latente de l'azote et à environ 16 fois la chaleur latente de sublimation de la neige carbonique. Preferably, the liquid chosen is water, taking into account the fact that the latent heat of water is equal to approximately 13 times the latent heat of nitrogen and to approximately 16 times the latent heat of sublimation of carbon dioxide snow.

De plus, ce fluide est disponible en grande quantité et à peu de frais dans les usines sidérurgiques. In addition, this fluid is available in large quantities and inexpensively in steel factories.

Chaque ventilateur 16 peut véhiculer vers le fond 3 dudit répartiteur de l'air avec un débit compris entre 2000 et 3000 Nm3/h. Each fan 16 can convey towards the bottom 3 of said air distributor with a flow rate between 2000 and 3000 Nm3 / h.

Lorsque l'on procède au refroidissement du répartiteur 1, dans un premier temps, chaque ventilateur 16 véhicule vers le fond dudit répartiteur de l'air à un faible débit et, simultanément le liquide de refroidisse ment est pulvérisé sur les faces internes des parois 3 et 4, de ce répartiteur et, dans un second temps, la pulvérisation du liquide de refroidissement est supprimée et chaque ventilateur 16 véhicule un débit d'air plus important. When the distributor 1 is cooled, at first, each fan 16 conveys towards the bottom of said distributor of air at a low rate and, simultaneously the coolant is sprayed on the internal faces of the walls 3 and 4, of this distributor and, in a second step, the spraying of the coolant is eliminated and each fan 16 conveys a greater air flow.

L'air aspiré par les ventilateurs 16 a par exemple une humidité relative de 70%, et une température de 20"C, puis après avoir été canalisé par les buses 17, il atteint le fond 3 du répartiteur 1 où il se réchauffe à son contact, la température de celui-ci avoisinant les 700"C au début de l'opération. The air sucked in by the fans 16 has for example a relative humidity of 70%, and a temperature of 20 "C, then after being channeled through the nozzles 17, it reaches the bottom 3 of the distributor 1 where it heats up to its contact, the temperature thereof approaching 700 "C at the start of the operation.

L'humidité relative de l'air chauffé est alors d'environ 50%. The relative humidity of the heated air is then about 50%.

Cet air réchauffé se répartit sur le fond 3 du répartiteur 1 et remonte vers ltouverture 2 de celuici dans l'espace libre ménagé entre les parois latérales 4 dudit répartiteur et les parois périphériques 19 des buses 17 en léchant les faces internes desdites parois latérales. This heated air is distributed over the bottom 3 of the distributor 1 and rises towards the opening 2 thereof in the free space provided between the side walls 4 of said distributor and the peripheral walls 19 of the nozzles 17 by licking the internal faces of said side walls.

L'eau circulant dans les conduites 21, 22 et 23 est pulvérisée à l'aide des gicleurs 25 en un très fin brouillard sur les faces internes au fond 3 et des parois latérales 4 du répartiteur 1 provoquant immédiatement au contact de ces parois internes, une vaporisation du liquide. The water circulating in the pipes 21, 22 and 23 is sprayed using the nozzles 25 in a very fine mist on the internal faces at the bottom 3 and the side walls 4 of the distributor 1 causing immediately on contact with these internal walls, vaporization of the liquid.

Le courant d'air réchauffé traversant l'espace libre absorbe l'humidité à la surface des faces internes des parois 3 et 4 et dans ledit espace et évacue toute la vapeur d'eau ainsi produite. Simultanément, à cette action d'évacuation, l'air refroidit les parois chaudes par convection forcée, ce mouvement de convection forcé étant renforcé par l'augmentation de la vitesse de l'air. The heated stream of air passing through the free space absorbs moisture on the surface of the internal faces of the walls 3 and 4 and in said space and evacuates all the water vapor thus produced. Simultaneously, with this evacuation action, the air cools the hot walls by forced convection, this forced convection movement being reinforced by the increase in air speed.

Avantageusement, le dispositif selon la présente invention permet de refroidir des récipients métallurgiques plus rapidement qu'en utilisant des dispositifs connus jusqu a présent. Advantageously, the device according to the present invention makes it possible to cool metallurgical vessels more quickly than by using devices known up to now.

Par exemple, pour un répartiteur, le refroidissement souhaité est atteint au bout d'environ quatre heures et trente minutes ce qui représente un gain relatif de 25% par rapport aux six heures nécessaires jusqu'à présent. For example, for a distributor, the desired cooling is reached after approximately four hours and thirty minutes, which represents a relative gain of 25% compared to the six hours required so far.

Plus généralement, le dispositif selon la présente invention permet de refroidir en moins de trois heures la plupart des répartiteurs qui ont effectué un temps de coulée de moins de cinq heures. More generally, the device according to the present invention makes it possible to cool in less than three hours most of the distributors which have carried out a casting time of less than five hours.

Le dispositif selon la présente invention présente l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre, fiable, robuste et offre une garantie de sécurité suffisante aux personnels d'exploitation. The device according to the present invention has the advantage of being simple to implement, reliable, robust and offers a guarantee of sufficient security to operating personnel.

Il convient également de noter qu'un tel dispositif peut être automatisé, la pulvérisation pouvant être effectuée de manière continue ou séquentielle selon les niveaux de températures du récipient métallurgique. It should also be noted that such a device can be automated, spraying can be carried out continuously or sequentially depending on the temperature levels of the metallurgical vessel.

Un tel dispositif est destiné à refroidir les parois d'un répartiteur pour la coulée continue de l'acier comme précédemment décrit, mais également, et de manière non limitative, d'une rigole basculante, d'une poche pour la coulée de l'acier, d'un convertisseur d'aciérie et de tout récipient utilisé en fonderie et contenant ou recevant des matériaux en fusion.  Such a device is intended to cool the walls of a distributor for the continuous casting of steel as previously described, but also, and in a nonlimiting manner, of a tilting channel, of a pocket for the casting of the steel, a steelworks converter and any container used in foundries containing or receiving molten materials.

Claims (18)

REVENDICATIONS 1. Procédé de refroidissement des parois (3, 4) d'un récipient métallurgique (1) porté à haute température et présentant au moins une ouverture (2) à sa partie supérieure par laquelle on injecte un fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur dudit récipient (1), caractérisé en ce que 1. Method for cooling the walls (3, 4) of a metallurgical container (1) brought to high temperature and having at least one opening (2) at its upper part by which a gaseous cooling fluid is injected inside of said container (1), characterized in that - on canalise le fluide gazeux vers le fond (3) et les parois latérales (4) dudit récipient métallurgique (1), - the gaseous fluid is channeled towards the bottom (3) and the side walls (4) of said metallurgical container (1), - et on pulvérise sous la forme d'un brouillard sur ledit fond (3) et lesdites parois latérales (4) un liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation afin de provoquer son évaporation. - And spraying in the form of a mist on said bottom (3) and said side walls (4) a coolant at low evaporation temperature and high heat of vaporization to cause its evaporation. 2. Dispositif de refroidissement des parois (3, 4) d'un récipient métallurgique (1) porté à haute température et présentant au moins une ouverture (2) à sa partie supérieure, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant 2. Device for cooling the walls (3, 4) of a metallurgical container (1) brought to high temperature and having at least one opening (2) at its upper part, for implementing the method according to claim 1, including - un bâti (11) comportant au moins une embase (12) disposée sensiblement parallèlement et au-dessus de ladite ouverture (2), - a frame (11) comprising at least one base (12) disposed substantially parallel and above said opening (2), - des moyens (16, 20) d'injection d'un fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur dudit récipient métallurgique (1), caractérisé en ce qu'il comporte - Means (16, 20) for injecting a gaseous cooling fluid inside said metallurgical container (1), characterized in that it comprises - des moyens (17) de canalisation du fluide gazeux vers le fond (3) et les parois latérales (4) du récipient (1), lesdits moyens (17) de canalisation communiquant avec lesdits moyens (16, 20) d'injection du fluide gazeux et étant assujettis audit bâti (11), - Means (17) for channeling the gaseous fluid towards the bottom (3) and the side walls (4) of the container (1), said means (17) for channeling communicating with said means (16, 20) for injecting the gaseous fluid and being subject to said frame (11), - des moyens (21, 22, 23) d'amenée d'un liquide de refroidissement à faible température d'évaporation et à forte chaleur de vaporisation, disposés en regard des faces internes des parois (3, 4) du récipient métallurgique (1), - Means (21, 22, 23) for supplying a coolant with a low evaporation temperature and a high heat of vaporization, arranged opposite the internal faces of the walls (3, 4) of the metallurgical container (1 ), - et des moyens (25) de pulvérisation dudit liquide de refroidissement sur lesdites faces internes des parois (3, 4) du récipient métallurgique (1). - And means (25) for spraying said coolant on said internal faces of the walls (3, 4) of the metallurgical container (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'injection du fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur du récipient métallurgique (1) sont formés par au moins un ventilateur (16). 3. Device according to claim 2, characterized in that the means for injecting the gaseous cooling fluid inside the metallurgical container (1) are formed by at least one fan (16). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins une buse (17) partiellement engagée à l'intérieur du récipient métallurgique (1) et comportant un canal interne (18) délimité par une paroi périphérique (19) disposée à faible distance des parois latérales (4) dudit récipient (1). 4. Device according to claim 2, characterized in that the means for channeling the gaseous fluid are formed by at least one nozzle (17) partially engaged inside the metallurgical container (1) and comprising an internal channel (18) delimited by a peripheral wall (19) disposed at a short distance from the side walls (4) of said container (1). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite buse (17) est assujettie perpendiculairement à l'embase (12) du bâti (11) par son extrémité supérieure (19a) et comporte à son extrémité inférieure (19b) dirigée vers le fond (3) dudit récipient (1), une section de passage pour le fluide gazeux adaptée à la forme du récipient métallurgique (1). 5. Device according to claim 4, characterized in that said nozzle (17) is fixed perpendicular to the base (12) of the frame (11) by its upper end (19a) and comprises at its lower end (19b) directed towards the bottom (3) of said container (1), a passage section for the gaseous fluid adapted to the shape of the metallurgical container (1). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi périphérique (19) est disposée à une distance des parois latérales (4) du récipient (1) comprise entre 200 et 400 mm et de préférence est égale à 300mm. 6. Device according to claim 4, characterized in that the peripheral wall (19) is arranged at a distance from the side walls (4) of the container (1) between 200 and 400 mm and preferably is equal to 300mm. 7. Dispositif selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que la paroi périphérique (19) est formée de deux cloisons entre lesquelles circule un liquide de refroidissement. 7. Device according to claims 4 and 6, characterized in that the peripheral wall (19) is formed of two partitions between which circulates a coolant. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de canalisation du fluide gazeux sont formés par au moins deux buses (17) et par un écran thermique comprenant, d'une part, une enveloppe périphérique entourant lesdites buses (17) et disposée en regard des faces internes des parois latérales (4) et, d'autre part, une paroi horizo,ntale disposée entre lesdites buses (17) et ladite enveloppe périphérique et en regard de la face interne du fond (3) du récipient métallurgique (1). 8. Device according to claim 2, characterized in that the means for channeling the gaseous fluid are formed by at least two nozzles (17) and by a heat shield comprising, on the one hand, a peripheral envelope surrounding said nozzles (17) and disposed opposite the internal faces of the side walls (4) and, on the other hand, a horizontal wall arranged between said nozzles (17) and said peripheral envelope and opposite the internal face of the bottom (3) of the container metallurgical (1). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'écran thermique est formé de deux cloisons entre lesquelles circule un liquide de refroidissement. 9. Device according to claim 8, characterized in that the heat shield is formed of two partitions between which circulates a coolant. 10. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les moyens d'amenée du liquide de refroidissement sont formés par au moins une conduite (21, 22, 23) disposée entre la paroi périphérique (19) de ladite buse (17) et les parois latérales (4) dudit récipient (1), ladite conduite (21, 22, 23) étant solidaire de ladite paroi périphérique (19). 10. Device according to claims 2 and 4, characterized in that the means for supplying the coolant are formed by at least one pipe (21, 22, 23) disposed between the peripheral wall (19) of said nozzle (17 ) and the side walls (4) of said container (1), said pipe (21, 22, 23) being integral with said peripheral wall (19). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation du liquide de refroidissement sur les parois internes (3, 4) du récipient (1) sont formés par des gicleurs (25) régulièrement espacés sur ladite conduite (21, 22, 23). 11. Device according to claim 10, characterized in that the means for spraying the coolant on the internal walls (3, 4) of the container (1) are formed by nozzles (25) regularly spaced on said pipe (21, 22, 23). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les gicleurs (25) sont écartés les uns des autres d'une distance comprise entre 100 et 800 mm et de préférence égale à 500 mm. 12. Device according to claim 11, characterized in that the nozzles (25) are spaced from each other by a distance between 100 and 800 mm and preferably equal to 500 mm. 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque gicleur (25) a un angle de pulvérisation compris entre 50 et 1500 et de préférence égal à 90".  13. Device according to claim 11 or 12, characterized in that each nozzle (25) has a spray angle between 50 and 1500 and preferably equal to 90 ". 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 10 à 13, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement à faible température d'évapo ration et à forte chaleur de vaporisation est choisi parmi l'eau, l'azote et le dioxyde de carbone liquides et est de préférence l'eau.  14. Device according to any one of claims 2 and 10 to 13, characterized in that the coolant at low evaporation temperature and at high heat of vaporization is chosen from water, nitrogen and dioxide of liquid carbon and is preferably water. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la pression relative de l'eau est comprise entre 0,5 et 10 bars. 15. Device according to claim 14, characterized in that the relative pressure of the water is between 0.5 and 10 bars. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le fluide gazeux est l'air. 16. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the gaseous fluid is air. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le fluide gazeux est formé par les fumées de combustion issues d'un brûleur et dont la température n'excède pas 100"C.  17. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the gaseous fluid is formed by the combustion fumes from a burner and whose temperature does not exceed 100 "C. 18. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 17 au refroidissement d'un répartiteur pour la coulée continue de l'acier.  18. Application of the device according to any one of claims 2 to 17 to the cooling of a distributor for the continuous casting of steel.