FR2757431A1

FR2757431A1 - Installation de transfert de metal liquide, procede de mise en oeuvre, et refractaires

Info

Publication number: FR2757431A1
Application number: FR9615928A
Authority: FR
Inventors: Francois Noel Richard
Original assignee: Vesuvius France SA
Current assignee: Vesuvius France SA
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-06-26
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: FR2757431B1

Abstract

Installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur amont et un conteneur aval. Elle comprend un conteneur amont, un conteneur aval, un trou de coulée dans le conteneur amont, un dispositif de régulation de l'écoulement, une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval. Chaque élément réfractaire du chenal de coulée comporte au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent, un canal de protection entoure au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires. Des moyens pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection permettent de réaliser ou d'améliorer une étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires.

Description

INSTALLATION DE TRANSFERT DE METAL LIQUIDE.

PROCEDE DE MISE EN OEUVRE, ET REFRACTAIRES
La présente invention concerne une installation de transfert de métal liquide, d'un conteneur amont vers un conteneur aval comprenant : un conteneur amont ; un conteneur aval ; un trou de coulée dans le conteneur amont ; un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée ; une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent ; un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires.

Dans une installation de ce type, le chenal de coulée est en dépression par rapport à l'atmosphère parce que la section la plus étroite (l'étranglement), se trouve à sa partie supérieure. Par suite de cette dépression, de l'air peut être aspiré dans le chenal de coulée si ce dernier n'est pas parfaitement étanche. Ceci n'est généralement pas le cas parce que les joints entre les différents éléments réfractaires qui forment le chenal de coulée ne sont pas parfaits. De l'air est donc aspiré, ce qui conduit à une dégradation de la qualité de l'acier.

Afin de résoudre ce problème, il est connu de créer une surpression d'un gaz neutre autour du chenal de coulée, au niveau de chaque joint critique.

Selon une réalisation connue, on forme une rainure dans l'une au moins des surfaces de jonction réfractaires. Cette rainure est alimentée en gaz neutre sous dépression.

Selon une autre réalisation connue, on ménage une chambre fermée qui entoure le joint extérieur des surfaces de jonction, et on alimente la chambre en gaz en surpression.

Ces dispositions connues permettent de remplacer l'aspiration d'air par une aspiration de gaz neutre, ce qui supprime le problème chimique lié au contact de l'acier liquide avec l'air.

Cependant, ces solutions connues présentent plusieurs désavantages.

L'introduction de gaz dans le chenal de coulée n'est pas supprimée. Elle est même augmentée parce que la rainure ou la chambre sont en surpression. Ceci est un inconvénient particulièrement dans le cas d'un transfert d'acier entre un répartiteur et un moule de coulée continue.

Le gaz introduit dans le chenal de coulée aboutit dans le moule et y provoque des perturbations telles que des turbulences, un déplacement de la poudre de couverture, et le piégeage de cette poudre dans l'acier liquide : ces perturbations dégradent la qualité de l'acier produit.

De plus, de nombreux tubes présentent une section de Sortie plus grande que leur section d'entrée pour réduire la vitesse de métal à son arrivée dans le moule. La présence d'une quantité de gaz trop importante dans le tube peut empêcher le fonctionnement correct de ce type de tube. En effet la dépression y devient insuffisante pour que le niveau du métal monte dans la busette. Ce dernier tombe donc en jet dans le moule.

Le gaz neutre qui est utilisé est généralement de l'argon. Ceci implique un coût supplémentaire étant donné que la rainure ou la canal de protection doivent être alimentées en permanence et que les fuites peuvent être importantes. Ceci est particulièrement vrai dans le cas des chambres extérieures, que l'on peut difficilement rendre étanches, et qui nécessitent un débit important de gaz pour y maintenir une surpression.

La présente invention a précisément pour objet une installation de transfert de métal liquide qui résout ces inconvénients.

L'invention concerne une installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur amont et un conteneur aval comprenant un conteneur amont, un conteneur aval, un trou de coulée dans le conteneur amont, un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée, une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface fermant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent, un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires. Elle se caractérise en ce qu'elle comprend : des moyens pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection afin de réaliser ou au moins d'améliorer une étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires.

De préférence l'agent de colmatage est contenu dans une cartouche prête à être utilisée, montée sur le courant de gaz alimentant le canal de protection. La cartouche comporte plusieurs doses qui peuvent être introduites individuellement dans le courant de gaz.

Une cartouche étanche peut être branchée sur le circuit de gaz, de préférence avant la coulée du métal liquide, ou durant cette coulée, cette cartouche contenant un agent de colmatage dans une granulométrie et un degré d'humidité convenables.

L'invention concerne également un procédé.

Dans une installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur amont et un conteneur aval comprenant : un conteneur amont, un conteneur aval, un trou de coulée dans le conteneur amont, un dispositif de régulation de l'écoulement pour réguler le flux de métal liquide à travers le trou de coulée, une série d'éléments réfractaires disposés entre le conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et délimitant un chenal de coulée par lequel l'acier s'écoule du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent, un canal de protection entourant au moins partiellement le chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires, l'invention concerne un procédé de réalisation ou au moins d'amélioration de l'étanchéité à l'air du joint entre éléments réfractaires, caractérisé en ce que l'on introduit un agent de colmatage dans le canal de protection.

De préférence on introduit une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsqu'un indicateur franchit une valeur de seuil prédéterminée et l'on utilise un gaz porteur pour introduire l'agent de colmatage
Le gaz porteur est peut être un gaz neutre.

Selon un mode de mise en oeuvre
- on règle la pression du gaz à une valeur déterminée
- on mesure le débit correspondant à cette pression
- on injecte une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsque la
valeur du débit augmente au-delà d'une valeur limite déterminée.

L'invention concerne un procédé adapté à une installation dans laquelle le canal de protection comporte une entrée et une sortie, et des moyens pour maintenir une contrepression à la sortie du canal tout en laissant passer l'agent de colmatage, caractérisé en ce que on injecte l'agent de colmatage en continu.

L'invention concerne un procédé caractérisé en ce que : on maintient un débit de gaz déterminé, on mesure la pression à l'entrée du canal correspondant à ce débit, on injecte une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsque la pression tombe endessous d'une valeur prédéterminée.

Selon l'invention l'agent de colmatage peut être une poudre constituée de grains de tailles différentes.

La poudre peut être constituée de graphite ou d'un autre matériau réfractaire ne nuisant pas à la qualité du métal.

Selon une variante, L'agent de colmatage est un produit fusible tel qu'un émail dont la viscosité serait suffisante pour obturer au moins partiellement les chemins capillaires que représentent les fuites, ou un produit tel qu'une peinture ou une résine qui recouvre les parois de la canal de protection, ou encore un produit non volatile, notamment un sel, un métal liquide à la température de la canal de protection.

Le métal liquide peut être introduit sous la forme d'un fil qui fond lorsqu'il pénètre dans la canal de protection.

L'agent de colmatage peut être produit par la réaction de deux ou plusieurs corps inactifs à la température ambiante, et qui réagissent entre eux à la température de la canal de protection ou par la réaction de deux ou plusieurs corps qui sont introduits séparément dans la canal de protection.

L'invention concerne encore un élément réfractaire pour une installation conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte un canal de protection, ce chenal comportant au moins une entrée et au moins une sortie.

De préférence l'entrée et la sortie sont placées en bout du canal de protection, afin de ne pas laisser de zone morte.

De préférence la sortie est équipée d'un dispositif permettant de la maintenir à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

L'élément réfractaire peut contenir l'agent de colmatage, cet agent étant contenu dans le canal de protection, ou en amont du canal de protection.

Selon une variante, L'élément réfractaire comporte un canal de protection. Ce chenal ne comporte ni entrée, ni sortie pour un agent de colmatage, ce dernier étant contenu dans le réfractaire, dans le canal de protection ou en amont de ce chenal.

L'élément réfractaire peut comporter plusieurs rainures, l'une au moins de ces rainures étant utilisée comme canal de protection.

D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux figures annexées. Sur ces figures - la Fig. I est une vue d'ensemble d'une installation conforme à l'invention
(injection ponctuelle); - la Fig. 2 est une vue de détail dans laquelle la canal de protection est une
chambre extérieure (au lieu d'une rainure creusée dans le réfractaire) - la Eig. 3 représente le procédé d'injection continue - la Fig. 4 représente procédé d'injection semi-continue; - la Fig. 5 est une vue de détail d'une étanchéité adaptée à une jonction entre une
busette collectrice et un tube de protection de jet - la Fig. 6 est une variante de la figure 5 - les Fig. 7 et 8 sont une vue en élévation et de dessus d'une gorge, formant canal
de protection, dans laquelle l'entrée du circuit d'alimentation en gaz est
tangentielle; - la Fig. 9 est une vue en coupe d'un élément réfractaire (une plaque) dans
laquelle est incorporée une cartouche contenant l'agent de colmatage. La rainure
se trouve dans la plaque supérieure - la Fig. 10 est une vue d'un élément réfractaire comportant une gorge munie
d'une entrée et d'une sortie situées aux extrémités de la gorge - la Fig. il est une vue de dessus d'une plaque comportant plusieurs gorges
concentriques, l'une au moins de ces gorges est utilisée comme canal de
protection.

On a représenté sur la figure I une installation de transfert de métal liquide conforme à la présente invention. Elle comprend un conteneur amont désigné par la référence générale 2. Dans l'exemple représenté le conteneur amont est un répartiteur qui comporte une paroi de fond en acier 4 recouverte d'une couche de réfractaire 6. Un trou de coulée est prévu dans le fond du répartiteur. Ce trou de coulée est délimité par une busette interne 8 montée dans l'épaisseur du matériau réfractaire et qui traverse la paroi de fond en acier 4. L'installation comprend également un conteneur aval. Dans l'exemple représenté le conteneur aval est constitué par un moule de coulée continue
10. Toutefois l'installation de l'invention s'applique également à d'autres conteneurs amont et aval, par exemple une poche de coulée (conteneur amont) et à un répartiteur (conteneur aval).

Dans la variante illustrée par la Figure l, la busette interne 8 se termine à sa partie inférieure par une plaque 10. Sous la busette interne on trouve un tube de protection de jet 12 terminé à sa partie supérieure par une plaque 14 qui s'adapte à la plaque 10 de la busette interne 8. De manière connue les plaques 10 et 14 sont appliquées l'une contre l'autre par des moyens connus de façon à réaliser une étanchéité aussi complète que possible entre elles. On a désigné par la référence 16 des moyens de régulation du débit de l'acier, par exemple un dispositif de changement de tube qui permet de remplacer le tube 12 par un tube neuf lorsqu'il est usagé. La busette interne 8 et le tube de protection de jet 12 délimitent un chenal de coulée 18 par lequel l'acier s'écoule du répartiteur 2 vers le moule de coulée continue 19. Dans l'exemple de réalisation représenté, I'installation comporte seulement deux éléments réfractaires (la busette interne 8 et le tube de protection de jet 12) mais elle pourrait en comporter un plus grand nombre, par exemple dans le cas d'une installation équipée d'un tiroir comportant trois plaques. Chaque élément réfractaire délimitant le chenal de coulée 18 comporte au moins une surface formant un joint avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent. L'invention s'applique à l'un ou plusieurs de ces joints.

Sur la figure 1 le tube de protection de jet 12 plonge dans le métal liquide du moule de coulée continue 19.

L'installation est équipée d'un dispositif de régulation de l'écoulement de métal liquide à travers le chenal de coulée 18. Dans l'exemple représenté ce dispositif de régulation est constitué par une quenouille 20 que l'on écarte plus ou moins de son siège afin de laisser un passage plus ou moins grand au métal liquide. Le dispositif de régulation pourrait également être constitué par un tiroir.

Etant donné que le mécanisme de régulation se trouve à la partie supérieure du chenal de coulée 18, ce dernier est en dépression par rapport à l'atmosphère. De l'air peut donc être aspiré dans le chenal de coulée 18 si ce dernier n'est pas parfaitement étanche, ce qui est généralement le cas parce que les joints entre les différents éléments réfractaires ne sont pas parfaits. C'est la raison pour laquelle on prévoit généralement, de manière connue un canal de protection qui est ici constitué d'une gorge 22 dans l'une des plaques, par exemple la plaque 10 de la busette interne 8. La gorge 22 entoure généralement entièrement le chenal de coulée 18. Le canal de protection 11 est relié à une source de gaz 24 au moyen d'une canalisation 26. De cette manière, on aspire un gaz neutre, par exemple l'argon, dans le chenal de coulée, au lieu de l'air, ce qui supprime les problèmes chimiques liés au contact de l'acier liquide avec l'air.

L'installation, telle qu'elle a été décrite jusqu'à présent, est similaire à une installation de l'art antérieur, par exemple celle qui est décrite dans le document EP 048641 (Air
Liquide). Cependant, dans une installation de ce type, l'aspiration de gaz n'est pas supprimée. Elle est même augmentée parce que la gorge 22 est généralement maintenue en surpression par rapport à l'atmosphère. La présence de gaz dans le chenal de coulée entraîne les inconvénients déjà mentionnés. De plus la consommation de gaz peut être importante si le niveau des fuites entre la plaque 10 et la plaque 14 est élevé. Pour pallier ces inconvénients, conformément à l'invention, on a prévu des moyens pour introduire un agent de colmatage dans le canal de protection 22. Dans la variante de l'invention illustrée par la Fig. 1, ces moyens sont constitués par un réservoir 28 contenant l'agent de colmatage. L'agent de colmatage est introduit dans un appareil de dosage 30 qui permet de l'introduire dans la canalisation 26. L'appareil de dosage 30 est commandé par exemple manuellement. Son fonctionnement peut également être automatisé. L'introduction peut être continue ou intermittente. L'agent de colmatage, dans cette variante, est transporté par le courant de gaz neutre qui joue donc ici le rôle de fluide porteur. L'agent de colmatage pénètre donc dans le canal de protection 22 et il est entraîné par le gaz neutre dans les interstices entre les plaques. II bouche donc ces interstices. Il en résulte par conséquent deux avantages. D'une part le débit de gaz introduit dans le chenal de coulée et qui perturbe la coulée de l'acier est diminué.

D'autre part la consommation de gaz est réduite, ce qui est un facteur d'économie.

On a représenté sur la figure 2 un autre mode de réalisation du canal de protection.

Alors que, dans les modes de réalisation décrits antérieurement, le canal de protection était constitué par une gorge creusée dans l'épaisseur de la paroi d'un élément réfractaire, dans le mode de réalisation de la figure 2 on a formé une chambre 42 qui entoure entièrement la surface de jonction entre la busette collectrice 32 et le tube de protection de jet 34. La chambre 42 est alimentée en un gaz neutre sous pression par la canalisation 26 de manière similaire à ce qui a été décrit antérieurement. Un joint 43 assure l'étanchéité de la chambre. De cette manière, ce n'est pas de l'air qui est aspiré dans le chenal de coulée 18, mais le gaz contenu dans la chambre 42. Conformément à l'invention un agent de colmatage peut être introduit au moyen du gaz neutre utilisé comme fluide porteur dans le canal de protection 42.

On a représenté sur la figure 6 une vue partielle de détail d'une installation conforme à l'invention dans laquelle les éléments réfractaires sont une busette collectrice 32 et un tube de protection de jet 34. La surface de jonction 36 entre les deux éléments réfractaires, au lieu d'être une surface plane comme dans l'exemple de la figure 1 est généralement une surface tronc conique. Une gorge, formant canal de protection 22 a été creusée dans le matériau réfractaire du tube de protection de jet. Le canal de protection 22 est relié de manière similaire par une canalisation 26 à une source de gaz (non représentée).

Dans les exemples des figures 2, 6 à 8 les gorges 22 sont fermées sur elles-mêmes. Le gaz neutre amené par la canalisation 26 ne peut être évacué que par les fuites qui se produisent par l'aspiration dans le chenal de coulée. Dans une telle réalisation en circuit fermé, il est avantageux d'aménager le canal de protection de manière à garantir une circulation optimale du gaz et du produit de colmatage. On a représenté sur les figures 7 et 8 deux variantes de réalisation du canal de protection 22, optimisant cette circulation. L'arrivée du gaz se fait sensiblement tangentiellement au cercle de la gorge de manière à induire une circulation de ce gaz suivant le sens de la flèche 38 (figure 8). Cette circulation de gaz permet de mieux répartir l'agent de colmatage dans le canal de protection 22. Dans la variante de la figure 7, L'arrivée 36 de la canalisation se fait par le haut de la gorge 22, tandis que dans le mode de réalisation de la figure 8
L'arrivée 36 se fait dans le plan de la gorge 22 sensiblement tangentiellement à celle-ci.

Les variantes suivant l'invention précédemment décrites présentent cependant un inconvénient. Le volume de produit de colmatage doit être limité pour ne pas risquer d'obturer la totalité du canal de protection et éventuellement la conduite d'amenée du gaz.

Un certain pourcentage du produit de colmatage étant évacué au travers des fuites avant obtention du colmatage, il est difficile de doser la quantité optimale de produit de colmatage à envoyer.

Une amélioration importante de l'invention consiste à procéder en circuit ouvert.

On a représenté sur la figure 10 une variante améliorée de réalisation d'une chambre d'un canal de protection conforme à l'invention. Ce canal comporte une entrée 38 pour le gaz neutre, et une sortie 40 pour ce même gaz. Ainsi, contrairement aux variantes de réalisation décrites sur les figures 1, 6, 7 et 8, le canal de protection de la figure 10 n'est pas fermé sur lui-même. Le gaz qui est introduit par l'entrée 38 ressort du canal de protection 22 pour une part par les fuites, comme dans les modes de réalisation décrits antérieurement, et pour le reste par la sortie 40. Cette caractéristique permet d'évacuer l'excès de produit de colmatage à l'extérieur du canal de protection et d'éviter son obstruction. D'autres avantages de ce mode de réalisation seront décrits ultérieurement en référence aux figures 3, 4 et 5.

On a représenté sur la figure 5 une vue à échelle agrandie des éléments réfractaires d'une installation conforme à l'invention. Les éléments réfractaires sont identiques à ceux qui ont été représentés sur la figure 6. Ils comportent une busette collectrice 32 et un tube de protection de jet 34. La différence réside dans le fait que le canal de protection 22 possède une entrée 36 et une sortie 38, de manière similaire au mode de réalisation de la figure 10.

On décrira maintenant plus en détail les différents procédés d'injection de l'agent de colmatage de l'invention. Dans le mode de réalisation de la figure 1 l'injection d'agent de colmatage est réalisée généralement ponctuellement pour en limiter la quantité. La canalisation 26 est alimentée en gaz neutre à une pression constante, par exemple une pression de 0.2 bar par rapport à la pression atmosphérique. On mesure en continu le débit de gaz qui correspond à cette surpression donnée. Ce débit de gaz est fonction du débit de fuite qui se produit au niveau des plaques 10 et 14. Si par exemple les deux plaques sont neuves le débit de fuite sera peu important. Si au contraire les plaques ont été utilisées depuis un certain temps les fuites seront plus élevées de telle sorte que le débit de gaz sera plus important. Lorsque la mesure du débit permet de constater que ce dernier a dépassé une valeur admissible, on introduit une quantité prédéterminée d'agent de colmatage dans la canalisation 26 au moyen de l'appareil de dosage 30. Cet agent de colmatage est entraîné par le courant de gaz jusque vers la gorge 22 puis il se répartit dans les fuites qu'il obture plus ou moins complètement. La section de passage offerte au gaz étant de la sorte diminuée, le débit de gaz diminue. Il en résulte, comme on l'a dit précédemment, une réduction du coût de la consommation de gaz et simultanément les perturbations introduites dans la coulée (turbulences au niveau de la surface libre de l'acier dans le moule de coulée continue 10) sont diminuées.

Il est possible qu'au bout d'un certain temps le débit de gaz augmente de nouveau au dessus de la valeur limite prédéterminée. Dans ce cas on peut à nouveau introduire une nouvelle dose d'agent de colmatage dans la canalisation 26 afin de diminuer les fuites.

Il faut prendre garde toutefois à ce que la quantité d'agent de colmatage introduite ne remplisse pas entièrement la gorge 22. En effet, comme on l'a signalé, cette gorge est fermée. Elle ne peut donc être nettoyée et l'agent de colmatage qui n'est pas admis entre les deux plaques reste dans la gorge. Il peut donc obturer cette dernière ce qui aurait pour conséquence de gêner l'admission du gaz neutre.

Le même procédé d'injection ponctuelle ou intermittente peut être appliqué avec un circuit ouvert. Il est d'ailleurs possible de convertir le circuit ouvert pendant l'injection de produit de colmatage en circuit fermé entre les injections en plaçant une vanne à la sortie du circuit. Cette vanne sera ouverte durant les injections et fermée entre les . &commat; 6 injections.

Une telle vanne n'est cependant pas indispensable et peut être avantageusement remplacée par un dispositif qui ne nécessite pas d'être manoeuvré comme un limitateur de débit ou une perte de charge calibrée. Un tel dispositif permet de maintenir une pression positive dans le canal de protection bien que le circuit soit ouvert.

On décrira maintenant en référence à la figure 4 un procédé d'injection semi-continu de l'agent de colmatage. L'installation décrite est régulée en débit, mais elle pourrait également être régulée en pression. La régulation du débit est obtenue au moyen d'un régulateur de débit 44 constitué par exemple par une vanne pointeau. La vanne pointeau 44 est alimentée en gaz neutre à une pression nominale, par exemple 3 bar. Pour cette pression nominale le régulateur délivre à sa sortie un débit constant, quelle que soit la valeur de la contre pression qui est appliquée à sa sortie. La pression nominale est fournie par un manodétendeur 46 qui détend le gaz provenant de la source 24, par exemple une bonbonne de gaz comprimé. UI1 manomètre 48 permet de mesurer la pression du gaz à la sortie du régulateur de débit 44. Cette pression est la pression d'entrée dans le canal de protection 22. Le régulateur de débit 44 est réglé par exemple pour fournir un débit QO.

La gorge 22 comporte une entrée 38 et une sortie 40. La sortie 40 est reliée à un limiteur de pression 50 réglé à une valeur égale à P5. Le limiteur de pression 50 a pour fonction de maintenir une pression positive dans le canal de protection durant le fonctionnement normal de l'installation tout en maintenant la quantité de gaz qui s'échappe par la sortie 40 à un niveau réduit. Si la sortie 40 était entièrement bouchée la totalité du débit de gaz neutre passerait dans le chenal de coulée 18 par les fuites entre les deux plaques 10 et 14. Dans ces conditions la contrepression qui s'établirait à la sortie du régulateur de débit 44 serait fonction de l'étanchéité entre les plaques 10 et 14 pour un débit QO donné. Si cette étanchéité est très bonne la contrepression sera élevée. Au contraire si cette étanchéité est mauvaise la contrepression sera faible. La valeur de la contrepression donnée par le limiteur de pression 50 sera donc étalonnée à une valeur légèrement supérieure à la pression d'entrée que l'on pourrait observer dans le cas de plaques en bon état (bonne étanchéité) avec le canal alimenté par le débit QO-
L'état de l'étanchéité entre les plaques est alors facilement contrôlable par la mesure de la pression PeX Tant que Pe reste voisin de P,, cela signifie que l'étanchéité est bonne. II faut noter qu'aucune quantité de gaz ne s'échappe par le limiteur puisque celui-ci ne s'ouvre que lorsque la pression Pe atteint la valeur P,. Il n'y a donc pas de consommation de gaz neutre autre que celle passant au travers des fuites ce qui permet un réglage de QO à une valeur minimale, généralement quelques litres par minute.

Si l'on constate que l'écart entre la valeur de la pression à l'entrée Pe et la valeur de la pression à la sortie Ps augmente au-delà d'une différence pré-définie, cela signifie que l'étanchéité entre les plaques 10 et 14 se dégrade et que pour cette raison la pression à l'entrée 38 diminue. Conformément au procédé de l'invention on procédera donc à l'injection d'une dose d'agent de colmatage à partir du réservoir 28 dans le canal de protection 22. A cette fin on ouvrira manuellement ou automatiquement une vanne 54. Cette vanne est montée sur une branche du circuit 56 qui comporte un régulateur de débit 58 similaire au régulateur de débit 44 mais réglé pour fournir un débit Q1 qui va s'ajouter au débit QO. Le débit Q, est préréglé à un niveau suffisant pour qu'un excès de gaz traverse le limiteur de pression et permette l'évacuation de l'excès de produit de colmatage. Le régulateur de débit 58 permet d'injecter dans le canal de protection 22 un débit de gaz notablement supérieur au débit de fuite. De la sorte l'excédent de gaz sort par la sortie 40 et nettoie la gorge 22 de l'agent de colmatage qui aurait pu l'obstruer partiellement. Cet agent de colmatage entraîné par le gaz traverse le limiteur de pression pour être récupéré ou éliminé. L'injecteur de produit 30 est alors ouvert durant un temps prédéterminé, généralement inférieur à la minute, et une quantité d'agent de colmatage est envoyée dans le circuit de gaz pour être transporté dans le canal de protection 22. Cet agent de colmatage obture les fuites entre les plaques 10 et 14. On referme alors la vanne 54 et on mesure à l'aide du manomètre 48 la pression nouvelle Pe à l'entrée 38 de la gorge 22. Si tout s'est déroulé correctement, on doit normalement constater que la pression d'entrée est revenue à une valeur très légèrement inférieure à la valeur Ps donnée par le limiteur de pression 50. Dans le cas contraire il faut renouveler l'opération décrite précédemment, c'est à dire ouvrir à nouveau la vanne 54 de manière à nettoyer le canal de protection 22 et procéder à l'injection d'une nouvelle dose d'agent de colmatage. Une telle installation présente en outre l'avantage de pouvoir être entièrement automatisée.

On décrira. maintenant en référence à la figure 3 un procédé d'injection continue de l'agent de colmatage. L'installation comporte, comme l'installation décrite sur la figure 3 une source 24 de gaz neutre sous pression, u

Selon l'invention on peut utiliser une grande variété d'agents de colmatage. Il pourra par exemple s'agir d'une poudre constituée de grains de tailles différentes. Les grains les plus gros auront pour fonction de se coincer dans les canaux capillaires que sont les fuites de plus grande taille. Les grains de plus petite dimension viendront se placer dans les orifices laissés libres par les grains de plus grande taille. On obtient ainsi une étanchéisation aussi complète que possible des fuites. La poudre peut être constituée par exemple de graphite ou d'un autre matériau ne nuisant pas à la qualité du métal coulé.

L'agent de colmatage peut également être un produit fusible tel qu'un émail dont la viscosité est suffisante pour obturer, au moins partiellement, les chemins capillaires que représentent les fuites. L'agent de colmatage peut également être constitué par un produit tel qu'une peinture ou une résine qui recouvre les parois du canal de protection 22 ou 42 d'une couche étanche. L'agent de colmatage peut également être un produit non volatile, notamment un sel ou un métal liquide à la température du canal de protection 22. Ce métal peut par exemple être introduit sous la forme d'un fil qui fond lorsqu'il pénètre dans la canal de protection. L'agent de colmatage peut également être produit par la réaction de deux ou plusieurs corps inactifs à la température ambiante mais qui réagissent entre eux à la température du canal de protection pour produire un agent de colmatage tel que par exemple du carbone obtenu par le cracking de gaz ou de liquide ou de silice obtenue par exemple par cracking d'une huile silicone. L'agent de colmatage peut également être produit par la réaction de deux ou plusieurs corps qui sont introduits séparément, par des canaux d'introduction différents, dans la canal de protection et qui réagissent entre eux lorsqu'ils sont mis en contact. Il est également possible d'envoyer un gaz chimiquement actif dans la canal de protection pendant une durée limitée pour modifier les propriétés de l'agent de colmatage. Ce gaz chimiquement actif sera introduit en utilisant le circuit d'alimentation en gaz neutre.

La présente invention concerne également des éléments réfractaires utilisés dans une installation conforme à la présente invention. Il concerne en particulier un élément réfractaire comportant un canal de protection, ce chenal comportant au moins une entrée 38 et une sortie 40. Dans ce cas on préférera un canal de protection non fermé sur lui même tel qu'illustré par exemple sur la Fig. 10. L'entrée 38 et la sortie 40 sont placées de préférence en bout du canal de protection 22, pour éviter les zones mortes.

Ainsi le gaz neutre et le produit de colmatage sont obligés de parcourir la totalité du canal de protection par une voie unique. Dans le cas d'un canal de protection fermé sur lui-même, il existerait deux passages en parallèle dont l'un des deux pourrait être obstrué ou défavorisé sans possibilité de contrôle.

On a représenté sur la figure 9 deux éléments réfractaires constitués par des plaques, telles que les plaques 10 et 14 représentées sur la figure 1. Une gorge 22 formant un canal de protection est prévue dans le réfractaire supérieur 10 et une cartouche 60 contenant un agent de colmatage est aménagée dans la plaque 10. La cartouche 60 peut comporter une enveloppe fusible qui fondra lorsque la plaque 10 sera mise en place dans un tiroir ou dans un changeur de tube. L'entrée 38 du circuit de gaz neutre est raccordée à la partie supérieure de la cartouche 60 de telle sorte que, lorsque l'enveloppe fusible fondra, L'agent de colmatage sera entraîné dans la gorge 22. Un réfractaire de ce type peut être utilisé très simplement dans une installation existante sans avoir à la modifier. Il suffit de monter une plaque réfractaire tel que 10 comportant une cartouche intégrée 60 à la place d'une plaque conventionnelle. Une dose unique d'agent de colmatage sera introduite dans le plan de joint entre les plaques 10 et 14 pour obturer les fuites existant entre elles.

On a représenté sur la figure 11 un élément réfractaire comportant trois gorges 64, 66 et 68. L'une des ces gorges, par exemple la gorge extérieure 68, peut être utilisée pour l'injection d'un gaz neutre, conformément au procédé classique, tandis que les deux gorges 64 et 66 sont utilisées pour introduire un agent de colmatage conformément à la présente invention. De la sorte l'agent de colmatage ne risque pas d'obturer la gorge 68 utilisée pour l'injection d'un gaz neutre. On peut prévoir par exemple que la gorge 64 est remplie d'un produit fusible qui fondra lorsque l'élément réfractaire 62 verra sa température s'élever durant la coulée. Un agent de colmatage différent ou identique peut être introduit dans la gorge 66 par exemple au moyen d'un circuit de gaz 26 fermé ou ouvert, comme décrit précédemment.

Claims

REVENDICATIONS

à l'air du joint entre éléments réfractaires.

protection (18) afin de réaliser ou au moins d'améliorer une étanchéité

- des moyens pour introduire un agent de colmatage dans le canal de

caractérisé en ce qu'elle comprend

chenal de coulée (18) au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires

- un canal de protection (22, 42) entourant au moins partiellement le

avec une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent

du chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint

du conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire

coulée et délimitant un chenal de coulée (18) par lequel l'acier s'écoule

conteneur amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de

- une série d'éléments réfractaires (8, 10, 12, 14) disposés entre le

métal liquide à travers le trou de coulée (18);

- un dispositif de régulation de l'écoulement (20) pour réguler le flux de

- un trou de coulée (18) dans le conteneur amont (2)

- un conteneur aval (19)

- un conteneur amont (2)

amont (2) et un conteneur aval (19) comprenant

l. Installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un conteneur
2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'agent de colmatage

est contenu dans une cartouche (28, 60) prête à être utilisée, montée sur le

courant de gaz neutre alimentant le canal de protection (22, 42).
3. Installation selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la cartouche (28,

60) comporte plusieurs doses qui peuvent être introduites individuellement dans

le courant de gaz.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée

en ce qu'elle comporte une cartouche étanche (28, 60), qui est branchée sur le

circuit de gaz (26), de préférence avant la coulée du métal liquide, ou durant

cette coulée, cette cartouche contenant un agent de colmatage dans une

granulométrie et un degré d'humidité convenables.
5. Dans une installation de transfert de métal liquide, notamment d'acier, entre un

conteneur amont et un conteneur aval comprenant

- un conteneur amont (2)

- un conteneur aval (19)

- un trou de coulée dans le conteneur amont (18)

- un dispositif de régulation (20) de l'écoulement pour réguler le flux de

métal liquide à travers le trou de coulée

- une série d'éléments réfractaires (8, 10, 12) disposés entre le conteneur

amont et le conteneur aval dans le prolongement du trou de coulée et

délimitant un chenal de coulée (18) par lequel l'acier s'écoule du

conteneur amont vers le conteneur aval, chaque élément réfractaire du

chenal de coulée comportant au moins une surface formant un joint avec

une surface correspondante d'un élément réfractaire adjacent

- un canal de protection (22, 42) entourant au moins partiellement le

chenal de coulée au niveau d'au moins un joint entre éléments réfractaires

procédé de réalisation ou au moins d'amélioration de l'étanchéité à l'air du joint

entre éléments réfractaires, caractérisé en ce que l'on introduit un agent de

colmatage dans le canal de protection.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on introduit une

quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsqu'un indicateur franchit une

valeur de seuil prédéterminée.
7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on utilise un

gaz porteur pour introduire l'agent de colmatage
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le gaz porteur est

un gaz neutre.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce

que

- on règle la pression du gaz à une valeur déterminée

- on mesure le débit correspondant à cette pression

- on injecte une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsque la valeur

du débit augmente au-delà d'une valeur limite déterminée.
10. Procédé selon la revendication 7, adapté à une installation dans laquelle le canal de

protection (22, 42) comporte une entrée (38) et une sortie (40), et des moyens (50)

pour maintenir une contre-pression à la sortie du canal tout en laissant passer l'agent

de colmatage, caractérisé en ce que

- on injecte l'agent de colmatage en continu.
11. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que

- on maintient un débit de gaz déterminé

- on mesure la pression à l'entrée du canal (22, 42) correspondant à ce

débit;

- on injecte une quantité déterminée de l'agent de colmatage lorsque la

pression tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que

l'agent de colmatage est une poudre constituée de grains de tailles différentes.
13. Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce

que la poudre est constituée de graphite ou d'un autre matériau réfractaire ne

nuisant pas à la qualité du métal.
14. Procédé selon la revendication 12 caractérisée en ce que l'agent de colmatage

est un produit fusible tel qu'un émail dont la viscosité serait suffisante pour

obturer au moins partiellement les chemins capillaires que représentent les

fuites.
15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent de colmatage

est un produit tel qu'une peinture ou une résine qui recouvre les parois du canal

de protection d'une couche étanche.
16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent de colmatage

est un produit non volatile, notamment un sel, un métal liquide à la température

du canal de protection (24, 42).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le métal liquide est

introduit sous la forme d'un fil qui fond lorsqu'il pénètre dans le canal de

protection (24, 42).
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 12 caractérisé en ce que

l'agent de colmatage est produit par la réaction de deux ou plusieurs corps

inactifs à la température ambiante, et qui réagissent entre eux à la température

du canal de protection (24, 42).
19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent

de colmatage est produit par la réaction de deux ou plusieurs corps qui sont

introduits séparément dans le canal de protection (24, 42).
20. Elément réfractaire pour une installation conforme à la revendication l,

caractérisé en ce qu'il comporte un canal de protection (22), ce canal comportant

au moins une entrée (38) et au moins une sortie (40).
21. Elément réfractaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que

l'entrée (38) et la sortie (40) sont placées en bout du canal de protection (22),

afin de ne pas laisser de zone morte.

maintenir à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

caractérisé en ce que la sortie est équipée d'un dispositif permettant de la
22 Elément réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes,
23. Elément réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il contient l'agent de colmatage, cet agent étant contenu

dans le canal de protection (22), ou en amont du canal de protection (22).
24. Elément réfractaire pour une installation conforme à la revendication 1,

caractérisé en ce qu'il comporte un canal de protection, et en ce que ce chenal

ne comporte ni entrée, ni sortie pour un agent de colmatage, ce dernier étant

contenu dans le réfractaire, dans le canal de protection ou en amont de ce

chenal.
25. Elément réfractaire selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rainures, l'une au moins de ces

rainures étant utilisée comme canal de protection (22).