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La pr~sente invention concerne un dispositif pour limi-
ter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en fusion lors
de la coulée en lingotière.
Lors de la coulée d'acier directe au jet, on place
habituellement, au fond de la lingotière, un dispositif appelé
"amortisseur". Lorsque la coulée de l'acier s'effectue ;-~
"en source", on utilise un "coussin" ou "flotteur" pour supporter
des produits adjuvants de coulée. Tous ces dispositifs ont ~-
pour rôle d'éviter les rejaillissements de gouttelettes d'acier
en fusion sur les parois froides de la lingotière au contact
desquelles ces gouttelettes se solidifient et provoquent ulté--
rieurement l'apparition de defauts de surface du lingot ou du --
produit fini.
Lors de la coulée directe au jet, ces dispositifs
permettent également d'atténuer le choc du jet d'acier contre
le fond de la lingotière et par conséquent d'en réduire l'usure.
Ils contribuent egalement à attenuer le refroidissement
brutal de l'acier entrant en contact avec la masse de la lingo-
tière par l'intermediaire de son fond, ceci occasionnant un
retrait en "cul de bouteille" du lingot.
On connait déjà divers dispositifs de ce genre, notam-
ment des amortisseurs realisés à partir d'une bande de carton
ondule, enroule en spirale. Toutefois, ces dispositifs ne
donnent pas toute satisfaction car ils sont d'un prix de revient
assez ~leve, d'un emploi peu commode et d'une efficacite très
relative.
La présente invention vise essentiellement à remédier
a ces inconvénients.
A cet effet, ce dispositif pour limiter les rejaillisse-
ments de gouttelettes d'acier en fusion lors de la coulée enlingotiere, placé sur le fond de celles-ci, avant la coulee, et
- jouant le rBle d'amortisseur lors d'une coulée directe au jet
- 1 -' ~;
., . .~
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-
ou de flotteur lors d'une coulée en source, comportant au
moins une bande verticale disposée de chant sur le fond de la
lingotiere, est caractérisé en ce que la ou les bandes placées
de chant forment un réseau dlalvéoles sensiblement polygonaux.
La section droite des alvéoles polygonaux peut etre
constante sur tbute la superficie du dispositif suivant l'invention
ou bien de préférence elle peut aller en décroissant du centre du
dispositif vers la périphérie.
Dans une forme d'exécution particulierement avanta-
geuse de l'invention, le dispositif amortisseur ou flotteur estconstitué par une rosace a alvéoles hexagonaux ou de toute autre
forme, présentant une densité de parois plus grande au centre de
la rosace qu'a la périphérie.
Le dispositif amortisseur ou flotteur suivant I'inven-
tion peut etre réalisé sous toute forme appropriée, cylindxique
a section droite circulaire ou ovale, ou encore prismatique a
; section polygonale. La ou les bandes constituant le dispositif
amortisseur peuvent être réalisées en carton ou en toute autre
matiere moins inflammable ou incombustible. Le dispositif peut
être constitué notamment en une matiere réfractaire renfor~ant
l'isolation thermique entre l'acier et le fond de la lingotiere.
Le dispositif amortisseur ou flotteur suivant l'in-
vention peut être livré sous forme compacte, représentant un
volume égal environ au vingtieme du volume final d'emploi, et il
peut être monté rapidement avant son utilisation.
L'invention, telle que revendiquée, est un dispositif
pour limiter les rejaillissements de gouttelettes d'acier en
fusion lors de la coulée en lingotiere, dispositif destiné a etre
placé dans le fond de la lingotiere pour le rôle soit d'amortis-
seur dans le cas d'une coulée directe au jet, soit de flotteurdans le cas d'une coulée en source par le pied, dispositif com-
portant au moins une bande verticale disposée de chant sur le
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.,
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.
fond de la lingotière formant un réseau d'alvéoles sensiblement
polygonaux et caract~ris~ en ce que la ou les bandes placées
de chant forment une rosace d'alvéoles en nid d'abeilles dont la
densité des alv~oles va en décroissant du centre du dispositif
vers la periphérie, en ce que cette rosace est déployable à la
manière d'un éventail et est constituée par fixation de deux faces
extrêmes, placées côte à côte, et en ce que sa partie centrale
est en creux par rapport à sa péripherie.
Le centre du fond de l'amortisseur est preferablement ~ ! `
renforcé par l'insertion soit d'une plaque de métal, de parti-
cules de bois ou de carton, soit d'un bloc de réseau alvéolaire
ou de carton ondulé.
Dans une realisa~ion particulière, la partie centrale
du dispositif est en saillie par rapport à la péripherie.
Avantageusement, le dispositif comportera des feuilles
ou plaques de parement, collees sur l'une au moins de ses sur-
faces supérieure et inferieure.
Avantageusement aussi, le dispositif est formé par la
superposition de plusieurs dispositifs élementaires reunis par
des feuilles intercalaires collees.
On decrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs,
diverses formes d'execution de la presente invention, en
reference au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 est une vue en coupe verticale schématique
d'une lingotière pourvue d'un amortisseur suivant l'invention, en
cours de coulee.
La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif
amortisseur en forme de rosace.
La figure 3 est une vue en coupe verticale partielle
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.
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de la partie inférieure d'une lingotière dans laquelle e~t placs
un dispositif amortisseur en forme de ro~ace, à surface supéri-
eure conique.
~ a figure 4 est une vuè en élévation d'un dispositif
amortisseur en forme de rosace, ~ ~urface supérieure conique.
~ a figure 5 est une vue en coupe ~erticale partielle
d'une lingotière dans laqu~lle est logé un dispositif amortis~eur
en forme de rosace, ~ surface supérieure constituée par une cuvet-
te conique.
~a figure 6 est une vue en perspective d'un variante
d'exécution d~un dispo~itif amortisseur constitué par la super-
po~ition de plusieurs rosace~.
La figure 7 est une vue en plan schématique partielle
d'un dispositif amortisseur oval en forme de rosace.
~ a figure 8 est une vue en plan schématique d'un disposi-
tif amortisseur carré, à angles tronqués, constitué par un réseau
d'alvéoles carrés.
~ a figure 9 est une vue en perspective d'une variante
d'exécution d'un di~positif amortigseur en forme de rosace, muni
de parements.
~ a figure 10 est une vue en coupe verticale gchématique
d'une lingotière utilisée pour la coulée en ~ource et dans laquel-
le est logé un dispositif suivant l'invention constituant un flot-
teur.
~ a figure 11 est une vue en coupe partielle de la lin-
gotière de la figure 10 dans laquelle est logée une variante
d'exécution du dispogitif formant flotteur.
Sur la figure 1 est représentée Qchématiquement une
lingotière 1 au-dessus de laquelle e~t logée une poche de coulée
2 comportant une busette à tiroir 3 d'où coule un jet d'acier en
fusion 4 dans l'axe du moule. ~a lingotière 1 comporte deux
parties, à savoir un moule conique en fonte 5, ouvert en haut
~ . -
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et en bas, et un fond 6 constitué par une forte pla~ue en fonte
et sur laquelle repose le moule 1. Sur le fond 6 est placé un
dispositif 7 constituant un amortisseur de lingotière et au centre
duquel vient frapper le jet d'acier en fusion 4. Ce dispositif
amortisseur 7 est destiné principalement à éviter les rejaillis-
se~ents des gouttelettes d'acier en fusio~ vers la paroi froide
de la lingotière que constitue le moule conique 5.
Suivant l'invention, le dispositif amortisseur 7, qui
peut être réalisé sous l'une des formes d'exécution illustrees
sur les figures 2 à 9, est formé d'une ou de plusieurs bandes d'un
matériau combustible ou non, tel que carton, lesquelles sont
placées de chant sur le fond 6 de la lingotière 1. La ou les
bandes constituant le dispositif amortisseur 7 délimitent un réseau
d'alvéoles 8 (figure 2) sensiblement polygonaux, De ce fait,
le jet d'acier 4 qui tombe essentiellement sur la partie centrale
du dispositif amortisseur 7 ne peut pratiquement pas rejaillir vers
la paroi latérale froide de la lingotière 1, du fait de la présence
des bandes placées de chant et formant autant d'écrans.
~e dispositif amortisseur suivant l'invention peut être
réalisé sous forme de rosace, ainsi qu'il est illustré sur la
figure 2. Dans ce cas, la densité des alvéoles 8 va en décroissant
du centre de la rosace vers la périphérie. Autrement dit, les
parois des différents alvéoles sont très rapprochées les unes des
autres au centre de la rosace et le sont de moins en moins vers
la périphérie. Dans ce cas,~ les alvéoles ont une forme hexagonale
mais il va de soi qu'ils pourraient avoir toute autre forme
po]y~onalo.
~ e dispositif amortisseur 7 peut avoir une périphérie
courbe, circulaire ou ovale, comme on le verra plus loin, ou
polygonale, Ses faces frontales peuvent 8tre toutes les deux
planes ou sa face supérieure 7a peut être conique, comme il est
illustré sur les figures 3 et 4, De ce fait, il est possible
.
4 ~
'' ' ;
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d'augmenter l'épaisseur du dispositif amortisseur 7 au centre de
la rosace, pour un m8me poids de carton. Cette disposition est
particulièrement intér~ssante car en pratique le jet d'acier ~erti-
cal ne s'écarte du centre du fond de la lingotière que de quelques
centimètres. De ce fait, l'action du dispositif amortisseur 7 à
l'encontre des rejaillisseme~ts de gouttelettes d'acier s'effectue
principalement au centre et il est donc avantageux d'augmenter
son épaisseur à cet endroit.
Suivant une variante d'exécution, illustrée sur la figure
5, le dispositif amortisseur 7 présente une surface supérieure 7b
en creux, en ~orme de cuvette conique. Dans ce cas, le dispositif
amortisseur 7 joue également le rôle de "pare-paille" évitant
que des gouttelettes en fusion ne se figent sur la paroi 5 de la
lingotière 1.
Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 6,
le dispositif amortisseur 9 suivant l'invention est constitué par
la superposition de plusieurs dispositifs amortisseurs élémentaires
7 en forme de rosace (au nombre de trois dans l'exemple représenté),
réunis entre eux par des feuilles intercalaires collées 10. On
augmente de ce fait la probabilité de rencontre du jet d'acier
en fusion avec des bandes ~erticales. Dans cette application,
le~ amortisseurs élcmentaires 7 peuvent également être constitués
par un maillage d'al~éoles à section droite égale.
~ e dispositif amortisseur représenté schématiquement
sur la figure 7 a une forme ovale. Par sciage ou cisaillement
des côtés du dispositif amortisseur en forme de rosace, ovale ou
d'un grand panneau obtenu comme decrit plus loin, on peut obtenir
des amortisseurs carrés ou rectangulaires, à angles droits ou
tronqués. ~a figure 8 représente schématiquement un dispositif
amortisseur 11 à section droite carrée, à angle tronqués. Dans
cette forme dlexécution particulière, le dispositif amortisseur
11 est constitué par deux ensembles de bandes parallèles 12 et 13,
. ~ .- . .. - . . :,
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perpendiculaires entre elles, de manière à définir un réseau
d'alvéoles carrés ou rectangulaires. ~es mailles de ces réseaux,
c'eæt-à-dire la section droite des alvéoles, peuvent être cons-
tantes sur toute la surface du dispositif amortisseur 11, comme
il est représenté sur la figure 8, ou bien encore elles peuvent
aller en décroissant du centre du dispositif 11 vers la périphérie,
comme dans le cas de la rosace de la figure 2. Ce maillage peut
également être obtenu par l'étirement longitudinal d'un réseau
du type "nid d'abeilles"; dans ce cas, les alvéoles sont sensible-
ment réguliers et hexagonaux.
Dans le cas de l'emploi d'un maillage homogène du type"nid d'abeilles", le centre de l'amortisseur est renforce par
l'insertion, dans la partie inférieure, soit d'~ne plaque de
métal, de particules de bois ou de carton compact, soit d'un bloc
de réseau "nid d'abeilles" dont les axes des alvéoles sont
horizontaux, ou d'un bloc de carton o;qdulé multicouche. Une telle
plaque ou un tel bloc est indiqué schématiquement par la zone
hachurée lla sur la figure 8.
Le dispositif amortisseur suivant l'invention peut être
obtenu à partir d'une structure du type "nid d'abeilles". Cette
structure en "nid d'abeilles" peut être expansée en cercle par
rotation totale d'une extrémité autour de l'autre extrémité
servant de point fixe, suivant le principe d'un éventail, Une
fois le dispositif amortisseur déPloyé, on peut le maintenir dans
cette position par agrafage des deux faces adjacentes ou collage
au moyen dlune colle appropriée. Dans ce cas, l'amortisseur
développé en forme d'éventail occupe un volume égal à environ
vingt fois le volume non expansé.
Dans cette dernière forme d'exécution, pour réduire
les frais de transport et le volume de stockage, le dispositif
amortisseur suivant liinvention peut ê$re livré non expansé mais,
dans ce cas, les faces extérieures qui doivent être rapprochées
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puis accolées après développement en éventail, sont garnies de
colle de contact protégée par un film pou~ant etre aisément
enlevé.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 9,
le dispositif amortisseur 14, qui peut être-du type rosace de la
figure 2 ou matrice de la figure 8, comprend des parements 15, 16
collés des deux côtés du dispositif amortisseur 14 qui se trouve
ainsi pris en sandwich. Dans la pratique, pour donner une bonne
rigidité aux amortisseurs ou coussins suivant la présente inven-
tion, des parements de papier d'environ lOcm x lOcm sont collés
de chaque c8té sur la partie centrale. ~or~que l'amortisseur est
coni~ue ou concave, le carré de papier est fendu d'un bord au -
centre pour s'adapter au cône ou à la cuvette.
Dans l'emploi d'un amortisseur en forme de rosace 7 ou
à maillage rectangulaire, non-homogène, c'est-à-dire à mailles
décroissantes du centre vers la périphérie, la partie centrale
inférieure peut aussi être renforcée, comme mentionné ci-dessus
pour les réseaux homogènes, par le collage d'une plaque de métal,
ou ce particules de bois formant parement inférieur.
Pour ralentir l'inflammabilité du dispositif amortisseur,
ou même obtenir son incombustibilité, on peut utiliser, à la place
du carton, des matières diverses telles que acier, complexe
carton-acier, amiante, complexe amiante-acier, complexe acier-
tissu de verre. Ces matériaux sont façonnés en forme d'amortis-
seur, suivant les mêmes procédés de mise en oeuvre que les bandes
de carton d'une structure alvéolaire du type "nid d'abeilles".
L'ob-tention d'un écran thermique e~ficace, retardant la
transmis~ion de la chaleur entre l'acier en fusion et le fond 6
de la lingotière, est obtenu en utilisant des feuilles intercalaires
ou de parements, telles que les feuilles 10 dans le cas de la
forme d'exécution de la figure 6, et les feuilles 15 et 16 dans
; le cas de la figure 9. Ces feuilles intercalaires ou de parements
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sont réalisées en un matériau peu inflammable, incombustible ou
réfractaire, tel que l'acier, l'aluminium, l'amiante ou un complexe
de silice-alumine. On peut utiliser une seule feuille, telle que
la feuille 16, en tant que parement inférieur du dispositif
amortisseur: en effet, comme cette feuille est en contact direct
avec le fond de la lingotière, elle résiste mieux et plus long-
temps au choc du jet d'acier en fusion.
~ a figure 10 illustre l'utilisation du dispositif suivant
l'invention dans le cas d'une coulée en source par le pied. Dans
ce cas, le métal pénètre dans la lingotière 1 par le centre de la
plaque de base constituant le fond de la lingotière et où a été
aménagée une tuyère en produit réfractaire. ~a coulee s'effectue
dans une colonne annexe 17 dont le volume interne communique avec
l'orifice prévu dans le centre de la plaque de base 6. Dans ce
cas, on place dans le fond de la lingotière 1 un dispositif
amortisseur 18, destiné à jouer le rôle de coussin ou de flotteur
s'élevant à la surface de l'acier, au fur et à mesure que le
niveau de celui-ci monte dans la lingotière 1, au cours de la cou-
lée. Au-dessus de ce flotteur 18 sont disposés des sacs produits
isolants pulvérulents. Dans ce cas, le dispositif 18 suivant
l'invention, constituant un flotteur, présente avantageusement
une surface inférieure conique ou concave, c'est-à-dire de plus
faible épaisseur au centre à l'endroit où sort le jet d'acier en
fusion.
Dans le cas illustré sur la figure 11, la plaque de base
présente un évidement central conique, le dispositif amortisseur
19 a la forme d'un cône tronqué rcnversc pour ~'adapter à cet
évidement conique.
~ e dispositif amortisseur suivant l'invention peut ~tre
utilisé dans toutes les lingoti~res, soit à coulée directe par
gravité de l'acier en fusion, soit à coulée en source par le pied.
Il est nettement plus efficace que les dispositifs amortisseurs
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existant actuellement sur le marché, I1 peut s'adapter ~ toutes
les formes de lingotière et peut être monté juste avant l'utiliæa- .
tion pour réduire les frais de port et de stockage.
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