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CA 02223632 1997-12-02
UGI 96/002
Réservoir d'alil"e.-tali~r destiné à retenir un métal fondu
et notamment un acier.
L'invention concerne un réservoir d'alimentation destiné à retenir
un métal fondu et notamment un acier, réservoir comprenant un fond
5 réfractaire, des parois réfractaires, au moins une busette placée dans le
fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au moins une ligne de
coulée, un tampon réfractaire comportant un fond de tampon et une
cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le tampon étant
ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet de métal
lo fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus dudit réservoir et
d'autre part, pour assurer une séparation du contenant dudit réservoir en
deux espaces, un premier espace comportant au moins une busette, et
un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal fondu, métal
qui se déverse ensuite par débordement au dessus de la cloison, dans le
15 premier espace.
L'élaboration en aval d'un acier se fait suivant une séquence
mettant en jeu une poche de coulée se déversant dans un réservoir
d'alimentation appelé distributeur ou répartiteur, le réservoir
d'alimentation fournissant en métal liquide au moins une lingotière de
20 coulée.
Le réservoir d'alimentation constitue le réacteur de transfert entre
la poche de coulée et la lingotière de coulée.
Les fonctions du réservoir d'alimentation ou répartiteur sont:
- de transférer le métal liquide de la poche de coulée vers la lingotière de
2s coulée,
- de répartir le métal liquide sur les différentes lignes de coulée et
lingotières,
- d'amener le métal fondu à l'état non turbulent dans la ou les
lingotières,
30 - de réaliser des coulées en séquence,
- d'éliminer dans certaines conditions, les plus grosses inclusions
contenues dans le métal liquide par le biais, par exemple, d'habillages,
de rampes de bullage.
L'amélioration du fonctionnement du réservoir d'alimentation est
3s réalisée par l'usage d'habillage comme par exemple, une dalle d'impact
ou tampon ménagée au fond du réservoir, en aplomb d'un tube
protecteur de jet situé sous la poche de coulée.
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Le tampon a généralement pour fonction première de réduire la
turbulence du jet de métal liquide issu de la poche de coulée et entrant
dans le réservoir, par la dégradation de l'énergie du jet de métal liquide
tombant, verticalement, dans le réservoir.
Dans certains cas, le tampon peut limiter les courts circuits, c'est
à dire les durées au bout desquelles le premier filet fluide de métal sort
du réservoir et/ou augmenter les temps de séjour, c'est à dire les durées
de présence en réservoir des filets fluides de métal.
Le but de l'invention est de ménager une zone spécifique de
10 dégradation d'énergie du jet du métal liquide entrant, notamment d'acier
et d'assurer, simultanément, une atténuation de la turbulence du jet de
métal par dégradation de son énergie.
L'invention a pour objet un réservoir d'alimentation destiné à
retenir un métal fondu et notamment un acier, caractérisé en ce que le
15 tampon dont la cloison définit le deuxième espace est divisé en deux
zones par une barrière, une zone recevant le jet de métal, et une zone de
remontée du métal, située à l'opposé du premier espace par rapport au
jet.
Les autres caractéristiques de l'invention sont:
- le tampon comporte au moins une partie de cloison s'étendant
au-dessus du niveau de débordement,
- la barrière assure le passage du flux de métal de la zone
recevant le jet de métal vers la zone de remontée du métal au moyen
d'au moins un trou de remontée ménagé sur ladite barrière,
- le trou de remontée ménagé sur la barrière est situé près du fond
de tampon,
- le tampon comporte au moins un trou de vidange,
- le tampon est placé au contact d'au moins une paroi du réservoir
de manière que la zone de remontée du métal soit située à l'opposé du
30 premier espace comportant au moins une busette, par rapport au jet du
métal sortant de la poche.
- le tampon est composé d'une cloison de séparation, d'un fond,
et une barrière définissant un profilé en forme de C.
- le tampon est composé d'une cloison de séparation, d'un fond
35 et d ' une barrière, en deux pièces distinctes, la cloison de séparation
formant un profilé en L avec le fond de tampon.
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- le tampon est composé d'une cloison de séparation et d'une
barrière, en deux pièces distinctes, la cloison de séparation ayant la
forme d'une plaque.
L' invention concerne également un procédé pour transférer un
s métal fondu et notamment un acier d'une poche de coulée vers au
moins une ligne de coulée dans lequel on déverse le métal fondu dans
un réservoir d'alimentation destiné à retenir le métal, réservoir
comprenant un fond réfractaire, des parois réfractaires, au moins une
busette placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au
10 moins une ligne de coulée, un tampon réfractaire comportant un fond de
tampon et une cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le
tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir
un jet de métal fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus
dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation dudit
5 réservoir en deux espaces, un premier espace comportant au moins une
busette, et un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal,
métal qui se déverse ensuite, par débordement au-dessus de la cloison,
dans le premier espace, caractérisé en ce que:
- on déplace, dans le tampon, le jet en provenance de la poche de
façon à l'orienter dans une direction opposée au premier espace
comportant au moins une busette,
- on dirige le jet de manière à ce qu'il effectue une remontée
sehsiblement verticale,
-on déplace le métal de facon que la vague générée par la
remontée se dirige transversalement, après débordement, vers le jet de
la poche en direction du premier espace.
La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à
titre d'exemple non lil-lildlir, fera bien comprendre l'invention.
La figure 1 est -un schéma présentant une séquence de
30 I'élaboration avale d'un acier.
La figure 2 est une représentation, en coupe, d'un exemple de
réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention, placé dans un
réservoir d'alimentation.
Les figures 3, 4, et S sont une représentation, en coupe, d'autres
3s exemples de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention.
La figure 6 est une représe"~ation, en coupe, d'un autre exemple
de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention associé aux
parois du réservoir.
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La figure 7 est une représentation en perspective d'un tampon du
type de celui de la figure 6.
La figure 8 est une représentation, en coupe, d'un autre exemple
-de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention associé aux
parois du réservoir.
La figure 9 est une représentation en perspective du tampon de la
figure 8.
La figure 10 est une autre représentation en perspective du
tampon de la figure 9.
o Dans l'élaboration aval d'un métal notamment d'un acier, comme
représenté sur la figure 1, une poche 1 de coulée alimente un réservoir
d'alimentation 2, appelé également distributeur ou répartiteur, le
réservoir d ' alimentation 2 déversant le métal liquide 3 en une ou
plusieurs lignes de coulée dans une ou plusieurs lingotières 4 de coulée.
Le réservoir d'alimentation en métal 2 comprend un fond
réfractaire 5, des parois réfractaires 6 destinées à retenir le métal fondu
dans le réservoir d'alimentation 2, au moins une busette 7 placée dans
le fond réfractaire 5 qui évacue, par écoulement, le métal fondu du
réservoir 2. Un tampon réfractaire 8 définissant une cavité 9, est
20 ménagé sur le fond 5 du réservoir 2, ll est destiné à recevoir un jet 10
de métal fondu en provenance de la poche 1 déplacée au-dessus du
réservoir 2
Dans une première forme de l'invention, dans le domaine de
l'élaboration de l'acier, comme représentée sur la figure 2, la cavité g du
25 tampon 8, représentée en coupe dans un plan comprenant l'axe
longitudinal d'un trou 20, est formée d'un fond de tampon 11 et d'une
cloison 12 sensiblement verticale, Le tampon est ménagé sur le fond 5
du réservoir d'une part, pour recevoir un jet 10 d'acier fondu en
provenance de la poche 1 déplacée au-dessus dudit réservoir 2 et
d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir 2 en deux
espaces, un premier espace 13 comportant au moins une busette, et un
deuxième espace, cavité 9 du tampon 11, confinant l'acier fondu, acier
qui se déverse ensuite par débordement au dessus de la cloison 12,
dans l'espace 13.
Le tampon permet, par confinement de l'acier dans la cavité 9,
deuxième espace, de briser l'énergie initiale du flux d'acier entrant dans
le réservoir et de diriger ensuite l'acier fondu vers la surface, sur toute la
largeur du réservoir. Le tampon limite, de ce fait, la turbulence du jet
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d'acier entrant, par la dégradation de son énergie. Le tampon 8 est une
pièce en béton réfractaire, pouvant être monobloc, ménagée sur le fond
5 du réservoir et disposé à l'aplomb de tube de protection du jet 10 de
la poche 1 de coulée.
s Selon une caractéristique de l'invention, le tampon 11 dont la
cloison 12 définit le deuxième espace est divisé en deux zones par une
barrière 14, une zone 15 recevant le jet 10 d'acier, et une zone 16 de
remontée du métal, située à l'opposé du premier espace 13 par rapport
au jet 10~
La barrière 14 assure le passage du flux d'acier de la zone 15 vers
la zone 16 de remontée dudit acier au moyen d'au moins un trou de
remontée 19 traversant la barrière 14~
Le trou de remontée 19 de la barrière 14 est situé près du fond de
tampon 1 1 ~
Le tampon oriente le flux du métal entrant dans un mouvement
comme représenté par le flèche A.
Le tampon comporte, percé dans la cloison 12, au moins un trou
20 de vidange assurant d'une part, un écoulement de l'acier dans le
fond ~ de l'espace 13 du réservoir notamment avant le débordement de
20 I'acier remplissant le tampon 8, et d'autre part, une vidange de l'espace
9 du tampon en fin de coulée.
Comme représenté sur la figure 3, le tampon, représenté en coupe
dans le plan contenant l'axe longitudinal du trou 20, comporte au moins
une partie 17 de cloison 12 s'étendant au-dessus du niveau 18 de
2s débordement du tampon. La partie 17 de cloison 12 du tampon 11
ménagée dans la zone 16 de remontée de l'acier, qui renvoie l'acier en
direction de l'espace 13, peut être inclinée de façon à faciliter la
remontée dudit acier comme représenté sur la figure 4.
Le tampon peut avoir toute forme géométrique en fonction de la
30 forme du réservoir. Il est de préférence, parallélépipèdique.
Le tampon selon l'invention décrit ci-dessus concerne un tampon
monolithique pouvant être posé dans tout type de réservoir, sans
limitation de forme. L'acier contenu dans les espaces pouvant exister
extérieurement entre les parois 6 du réservoir et les cloisons 12 du
35 tampon peut s'écouler en périphérie dudit tampon.
Dans une forme préférentielle de l'invention, comme représenté
sur la figure 5, le tampon 11 adopte, en partie, la forme d'au moins une
paroi 6 du réservoir 2 de manière que la zone 16 de remontée de l'acier
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soit située à l'opposé du premier espace 13 comportant au moins une
busette, par rapport au jet 10 d'acier en sortie de la poche 1.
En conservant le même principe il est possible d'associer la
cloison 12 du tampon avec les parois 6 du réservoir, les parois 6 du
s réservoir formant en partie la cavité du tampon 11, la zone 15 recevant
le jet d'acier et la zone 16 de remontée de l'acier.
Sous cette forme de l'invention, le tampon présenté sur la
figure 6 est composé d'une cloison 21 de séparation, d'un fond 22, et
une barrière 23 définissant un profilé en forme de C. La zone 16 est
lo ménagée entre une partie de paroi 6 du réservoir et la barrière 23 du
tampon. Le tampon est représenté de manière générale, en perspective,
sur la figure 7. Comme représenté sur cette figure, le tampon peut
comporter sur la cloison 21 une bordure 24 s'étendant horizontalement
vers la zone 15.
La bordure 24 peut se terminer par un bord tombé 25 refermant
sur lui même le flux d'acier de l'espace 15.
Dans une autre forme de l'invention représentée sur les figures 8
et 9, le tampon est composé d'une cloison 26 de séparation d'une
barrière 27 et d'un fond 28, en deux pièces distinctes, la cloison 26 de
séparation formant un profilé en L avec un fond 28 de tampon.
Le fond 22 et ou 28 constitue une réserve relativement
importante de réfractaire, réserve qui pallie l'usure consécutive à
l'impact violent du jet d'acier fondu entrant, en particulier lors de
l'ouverture de la poche 1.
2s Lorsque le fond 5 du réservoir peut supporter l'impact du jet
d'acier issu de la poche, le tampon est composé essentiellement d'une
cloison 26 de séparation et d'une barrière 27, le fond 22, 28 pouvant
être supprimé.
D'une autre manière, comme représenté sur la figure 10, le fond
11, 22, 28 comporte, dans la zone recevant le jet de métal, une masse
d'usure 29 comprenant au moins un pan incliné. Le pan incliné a pour
fonction d'orienter le jet de métal en direction de la barrière 14 et du
trou de remontée 19 traversant la barrière 14. Le pan incliné peut avoir
une face de forme particulière telle que plane, concave ou convexe.
3~ Le réservoir proposé muni du tampon selon l'invention optimise la
réduction de la turbulence de l'acier liquide dans la zone d'impact du
réservoir grace à la création de zones de fortes dégradations d'énergie. Il
permet d'orienter le flux de métal entrant vers la surface et dans la
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direction opposée aux busettes d'alimentation des lignes de coulées. Il
optimise également les temps de court circuit et les temps de séjour, ce
qui améliore l'état de propreté de l'acier élaboré.
Le tampon peut être situé dans une partie extrême d'un réservoir,
s lorsque le réservoir a la forme générale d'un parallélépipède allongé
Lorsque le réservoir a la forme générale dite en T, les busettes sont
alignées dans le premier espace qui est la barre du T. Le tampon est
alors placé dans la partie perpendiculaire à la barre du T, le jet d'acier
fondu en provenance de la poche étant orienté dans la direction opposée
10 au premier espace, et après sa remontée, déplacé de façon que la vague
formée s'oriente vers le jet de la poche ou coupe transversalement le jet
de la poche en direction du premier espace, selon le procédé de
l'invention,
