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Busettes plongeantes pour lingotières en coulée
continue électrorotative
La presente invention concerne des busettes plongeantes
utilisées en coulée continue électrorotative de métatlx
liquides, en particulier de l'acier.
En coulée continue la mise en rotation du métal liquide
présente des avantages certains par rapport à la coulee
statique, notamment celui d'apporter une modification
favorable à la structure de solidification en supprimant
la zone basaltique au benefice d'une structure de soli-
dification plus fine.
La manière la plus rationnelle pour executer le brassage
ou la mise en rotation du metal non encore solidifie,
tan-t au niveau de la lingotière que dans la zone du re-
froidissement secondaire, consiste à met-tre le metal en
mouvement par voie mécanique, pneumat1que ou enc~re a l'aide
d'un champ électromagnétique. Ce dernier peut être cree pa;
un ou plusieurs inducteurs que l'on posllionne au~our de la
lingotière ou encore en-dessous de ce:Lle-ci, pour encendrer
des champs de configurations spécifiques.
Toutefois, surtout dans le cas de la mise en rotation
autour de l'axe de coulee, les inclusions ont kendance
à se rassembler dans la zone de l'axe de la barre et à être
aspirees dans le metal liquide sous l'effet du vortex cr~ie.
~n ohtlent de ce fait un produit présentant une zone axicle à
concentration trop elevee en inclusions.
Le risque d'une telle pollution de l'acier coulé en ~onti~u
et mis en rotation es-t d'autant plus eleve que l'on pre-
voit de protéger la surface de l'acier liquide par deslaitiers de compositions choisies,p.ex. dans le cadre ~'un
traitement du métal par ajoutes de calmants et/ou d'~lé-
ments d'alliage. ~l~
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Su.ivant la nuance du métal à couler et le traitement enlingotière éventuellement choisi ilest connu d'intro-
duire le métal en fusion en-dessous du niveau du bain
dans la lingotière au moyen d'une busette dont l'ori-
fice est immergé de sorte à réduire le risque d'en-
-tra;nement de laitier par effet vor-tex au sein du métal
qui existe lors du déversement du jet de coulee dans ].e
centre de rotation. ~r, l'effe-t vortex ne saurait être
élimine à l'aide des busettes connues qui consistent ge-
neralement en une espèce d'entonnoir:dont la partie in-
ferieure plonge sous la surface de l!acier liquide. Etant
donne que le metal tourne autour des parois immergées de
la busette, l'effet vortex subsiste et llon peut obser-
ver qulil y a entraînement de particules de laitier
au sein du metal.
Le but de l'i.nvention consistait donc à imaginer et à
developper un dispositif permettant la conduite d'une
coulee continue électrorotative avec protection de la
surface du métal par des laitiers, tout en évitant les
risques decrits qui sont lies ~ l'effet vortex du à la
mise en rotation du métal dans la lingotière.
Ce but est pleinement atteint par des busettes plon-
geantes qui consistent notamment en un tube central com-
portant une partie supérieure dans laquelleaboutit le
jet de coulee et une partie inférieure qui plonge dans
le metal liquide et qui sont caracterisées en ce qu'elles
comprennent des pales, radiales par rapport à l'axe de
la lingotière, lesquelles pales s'appuient contre le
tube central et plongent du moins partiellemen-t sous la
surface du métal liquide.
L'idée qui est à l.a base de la présente inventi.on con-
siste à utiliser un dispositif qui ne gene pas notablement la
mise en rotation proprement dite du metal liquide coulé
en continu, tout en opposant un frein mécanique à la
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zone qui comprend la surface du métal sur laquelle surnaye une
scorie ou des laitiers protecteurs. Ce frein mecanique agit donc
en particulier sux la zone de l'interface mé-tal-laitier dans ce
sens qu'il immobilise ce dernier, ce qui'empeche la'formation
d'un vorte~ du à la rotation du métal liquide, et par là supprime
l'entrainement au sein du métal de pa'rticules non-métalliques.
Suivant l'invention on peut prévoir unè busette qui cornporte 4
pales s'é-tendant soit vers les milieux des ~ parois de la lin~o-
tière, soit vers les 4 coins de celle-ciO Les dimensions 'des pales
sont choisies selon la disposition de la busette dans la lincjo-
tière de manière à ce que les extrémités des pales se rapprochent
sensiblement des parois resp. des coins de la lin~otière, sans
toutefois les toucher. Il s'est averé avanta~eux de dimens'ionner
les pales de manière a ce que la lon~ueur de l'ensemble (2 pales
+ diamètre du tube de la busette) corresponde à 50 - 95% de la
longueur, ou de la largeur ou eDcore de la diagonale de la lin--
~otière. Il est bien entendu que l'on limitera la longueur des
pales selon la coulabilité du métal, pour eviter une solidification
de ce dernier en zône de la surface du ~ain.
Une première forme d'exécu-tion des busettes suivant l'invention
prévoit des pales en forme d'un parallélépipède, tandis que selon
une deuxième forme d'exécution les pales peuvent présenter des
ailettes qui aJLtouchent le tube central de la busette et qui sont
diri~ées vers le bas. Ces ailettes contribuent à freiner la ro-
tation du métal en zone critique c.à.d~ à l'interface métal-laitier
ainsi qu'en dessous de ladite zone. Une troisieme forme d'exécution
prévoit des ailettes qui présentent une forme hélicoidale diriyée
à l'envers du sens du mouvement rotatoire que l'on imprime au métal
liquide.
Dans cet ordre d'idées on peut également doter les busettes suivant
une ~Lorme d'exécution particulièrement avanta~euse, d'un système
mécanique d'entrainement qui leur imprime un mouvement de rotation
de sens opposé à celui que l'on fai-t e~écuter au métal liquide.
Les busettes suivant l'lnvention peuvent d'une part etre d'une
seule pièce. D'un autre cote il es-t possible de
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monter les pales individuellement,sur un anneau qui
entoure le tube central d'une busette conventionnelle.
Cette deuxième possibilité apporte une certaine flexi-
bilité et des économies étant donné qu'elle permet
S l'utilisation de busettes ordinaires connues.
. . .
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront de
la description des dessins où la ~fig. 1 montre une vue
d'en haut sur une busette suivant l'invention, la ~ig. 2
représente une coupe latérale à travers la même busette,
tandis que les ~ et 4 montrent des coupes latérales
de busettes qui comportent des pales presentant des
ailettes droites resp. hélicoidales.
En fig. 1 il est représenté la section d'une lingotière
(1 a) resp. (1 b) dans laquelle se trouve une busette
suivant l'invention, qui comporte un tuyau central (2)
et 4 pales (3). On remarque que la distance de l'extré-
mité d'une pale faisant face à u,ne paroi de la lingo-
tière (1 a) peut être plus petite que la distance entrel'extrémite d'une pale et un coin de la lingotière (1 b),
en raison du fait que l'on peut prévoir moins de remous
dans les zones des coins des lingotières que dans les
zones lon~eant les parties médianes des parois. On est
donc libre de prevoir les mêmes busettes disposees soit
en croix, suivant (1 a), soit en diagonale suivan-t (1 b),
à l'interieur d'une lingotière de coulee continue.
En fig. 2 on reconnalt les pales (3) en coupe laterale
et la fig. 3 montre des pales (3) comportant des ai-
lettes (4). On se rend facilement compte du rôle que
jouent ces ailettes (4) dans le freinage de la rotation
du metal situe imrnédiatement en dessous de l'interface
métal-laitier (I). Ce freinaye réduit donc la propension
à l'entraînement de par-ticules de laitier au sein du
métal.
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La ~ montre une busette présen-talit des pales (3)
à ailettes (5) de forme hélicoidale. Cette f-jrme héli-
coidale est utilement dirigée à l'envers du sens de
la rotation (R) du métal, si bien que les particules
de laitier sont refoulées vers le haut au cours de la
ro-tation.
Il est évident que rien n'empêche dans le pré.sent
contexte de prévoir des busettes dont la partie ter-
1~ minale du tube, submergée, prf~sente une courbure dansle sens de la rotation, afin d'accentuer celle-ci,
grâce à la force dynamique du jet de coulée. Bien
qu'une telle courbure augmen-te la propension à la
formation d'un vortex à la surface du métal mis en
rotation, les busettes dotées suivant l'invention de
pales droites, à ailettes droites ou hélicoidales
et le cas échéant d'un système mécanique d'entraînement
rotatif, sont parfaitement capables d'agir de manière
effective à l'encontre de cette perturbation.
