Procédé et installation de protection d'un jet de coulée de métal liquide

Description

[0001] L'invention concerne un procédé de protection d'un jet de métal liquide s'écoulant entre un réservoir supérieur et un réceptacle inférieur selon lequel on crée autour dudit jet et sur la totalité de la hauteur de ce dernier une gaine protectrice gazeuse ascendante, formée à partir d'au moins un gaz pratiquement inerte vis-à-vis dudit métal, par injection dudit gaz inerte autour de la zone d'impact dudit jet et confinement dudit gaz inerte au-dessus de la surface du métal liquide et autour de la base dudit jet au moyen d'un fourreau, ouvert à ses deux extrémités, entourant la base dudit jet et immergé partiellement dans ledit métal liquide.

[0002] Il est connu de FR-A 2137 090, au nom de la Demanderesse, de réaliser la protection d'un jet de coulée de métal liquide, en particulier l'acier, à l'aide d'une couche de gaz neutre liquéfié entourant le jet de coulée et la surface du bain de métal fondu et d'agiter le bain de métal fondu par une insufflation concomittante de gaz.

[0003] Le document FR-A 2403852, également au nom de la Demanderesse, décrit un perfectionnement au procédé décrit plus haut, dans lequel le gaz neutre liquéfié est injecté autour du jet de coulée sous forme d'une pluralité de jets entourant celui-ci à différentes hauteurs.

[0004] Enfin, l'article intitulé «Protection du jet d'acier liquide entre poche et répartiteur de coulée continue. Protection par le procédé SPAL» - Revue de Métallurgie - Juin 1981 - décrit la protection des jets d'acier de coulée continue pour brames entre la poche et le répartiteur.

[0005] Ces différents systèmes de protection d'un jet de coulée à l'aide de gaz liquéfié ne donnent pas toujours satisfaction.

[0006] En effet, la création d'une atmosphère inerte sur tout le trajet du jet peut parfois prendre un certain temps: il y a alors entrainement d'air par le métal en écoulement, notamment au niveau de l'impact du jet sur le bain métallique; cet air en- trainé dans le bain réagit avec le métal provoquant la mise en solution d'azote et la formation d'inclusions d'oxydes.

[0007] Pour remédier à ces inconvénients, la Demanderesse a récemment mis au point un procédé, décrit dans le document FR-A 2516821 mis à la disposition du public le 27.5.1983 selon lequel on crée autour du jet de coulée et sur la totalité de la hauteur de ce dernier, une gaine protectrice gazeuse ascendante formée à partir d'au moins un gaz pratiquement inerte vis-à-vis du métal. De façon plus précise, cette gaine protectrice ascendante est formée par injection du gaz inerte autour de la zone d'impact dudit jet en confinement dudit gaz inerte au-dessus de la surface du métal liquide et autour de la base dudit jet au moyen d'un fourreau, ouvert à ses deux extrémités, entourant la base dudit jet et immergé partiellement dans le métal liquide.

[0008] Ainsi, le gaz de protection confiné autour du jet et porté à haute température est soumis à une force ascensionnelle qui permet la formation d'une gaine gazeuse protectrice le long du jet de métal circulant à contre-courant de celui-ci et s'opposant à tout entrainement d'air par le métal en écoulement.

[0009] La présente invention a pour objet un procédé permettant la protection d'un jet de coulée contre l'oxydation sur tout le trajet du jet de coulée et à la surface du bain métallique et permettant de réduire la consommation totale de gaz de protection pour une protection de même qualité.

[0010] Cet objet est atteint grâce à l'utilisation du procédé selon l'invention qui est caractérisé en ce que l'on injecte au moins un gaz inerte liquéfié au-dessus et à proximité de la surface du métal liquide contenu dans le réceptacle inférieur, à l'intérieur du fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau, et, simultanément, on injecte au moins un gaz inerte dans le métal liquide par le fond ou les parois dudit réceptacle, à un débit tel que l'atmosphère gazeuse ascendante formée ait dans ledit fourreau une teneur en oxygène inférieure à 5%.

[0011] Selon l'invention, l'injection d'un gaz inerte liquéfié au-dessus et à proximité de la surface du métal liquide s'effectue par injection dudit gaz à l'intérieur du fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau. La couche protectrice de gaz liquéfié ainsi formée sur la surface de métal liquide se vaporise et engendre, à l'intérieur du fourreau, une atmosphère gazeuse qui s'échappe par l'ouverture supérieure de ce dernier et s'oppose à tout entraînement d'air par le jet de coulée. L'injection simultanée, conforme à l'invention, d'un gaz inerte dans le métal liquide par le fond ou les parois du réceptacle, en-dessous de la zone d'impact du jet, participe également à la formation de cette gaine protectrice gazeuse ascendante. De plus, l'injection du gaz inerte dans le métal liquide provoque un brassage dudit métal qui empêche les solidifications parasites, favorise une coalescence des inclusions et donc une décantation ultérieure de ces dernières, et permet un effet de purge, c'est-à-dire la désorption des gaz dissous dans le bain; on évite ainsi la formation d'une croûte qui, sans brassage du bain métallique, se formerait au bout d'un certain temps.

[0012] Le gaz inerte liquéfié et le gaz inerte injecté dans le métal liquide sont soit de même nature, soit de nature différente.

[0013] Pour que l'atmosphère gazeuse ascendante formée soit considérée comme inerte vis-à-vis du métal, il faut qu'elle contienne moins de 5% d'oxygène. Une valeur représentative de cette teneur en oxygène est le rapport

(V₂ et T₂ étant la vitesse et la température auxquelles l'atmosphère gazeuse ascendante formée atteint l'ouverture supérieure du fourreau); à ces caractéristiques du flux gazeux ascendant, on peut associer la rétrodiffusion de l'air due au fait que ledit flux empêche l'air de pénétrer dans le fourreau, et donc la teneur en oxygène dudit flux gazeux.

[0014] C'est pourquoi, selon l'invention, on règle le débit d'injection D, du gaz inerte liquéfié de façon à ce que la valeur de

corresponde à une teneur en oxygène de ladite atmosphère inférieure à 5%, selon l'équation:

dans laquelle:

- T₁ est la température d'ébullition du gaz inerte liquéfié, exprimée en degrés K;

- S, et S₂ sont les sections des ouvertures inférieure et supérieure du fourreau;

- P_L et P_G sont les masses volumiques du gaz inerte à l'état liquide et à l'état gazeux;

- V₂ est exprimée en m/s, T₂ en degrés K et D, en litre/min/m². D'autre part, on règle le débit d'injection D₂ du gaz inerte dans le métal liquide de façon à ce que la valeur de

corresponde à une teneur en oxygène de ladite atmosphère inférieure à 5%, selon l'équation'

dans laquelle V₂, T₂, T₁, S₁, S₂, P_L, P_G sont les mêmes paramètres que ceux de l'équation (1) ci-dessus, T est la température du métal liquide exprimée en degrés K et D₂ est exprimé en m³/heure.

[0015] Par exemple, si le gaz inerte utilisé est de l'azote, on détermine expérimentalement la valeur

nécessaire pour que la teneur en oxygène de l'atmosphère soit inférieure à 5%; et, compte tenu des paramètres relatifs à l'azote (T,, P_L, PG) et des dimensions du fourreau utilisé (sections S₁ et S₂), on règle le débit de l'azote injecté selon l'équation (1) et/ou (2). Si le gaz inerte utilisé est de l'argon, on détermine expérimentalement la valeur

qui doit être supérieure à 1,7·10^-4m/s/°K et on règle le débit de l'argon injecté selon l'équation (1) et/ou (2).

[0016] Selon une variante de réalisation de l'invention, on complète la protection du jet de métal liquide, immédiatement à son débouché du fond du réservoir supérieur, en créant une atmosphère de protection gazeuse formée à partir d'au moins un gaz pratiquement inerte vis-à-vis dudit métal, ladite atmosphère enveloppant un dispositif obturateur monté extérieurement sur le fond dudit réservoir supérieur, comportant une plaque fixe et un équipage mobile comprenant une plaque mobile appliquée contre ladite plaque fixe et un support métallique solidaire de ladite plaque mobile pour au moins une busette pouvant venir en communication avec le trou d'écoulement du métal liquide. De façon plus précise, l'atmosphère gazeuse inerte formée s'oppose plus particulièrement à toute infiltration d'air dans l'interstice entre la plaque fixe et la plaque mobile ainsi que dans la zone de jonction entre la plaque mobile et la ou les busettes et protège également le jet de métal juste à sa sortie d'une des busettes.

[0017] Cette protection du jet de métal liquide, immédiatement à son débouché du réservoir supérieur, complète avantageusement la protection dudit jet sur toute sa hauteur par la gaine gazeuse ascendante; en effet, le jet de métal liquide ne peut ainsi entraîner, lors de son écoulement, que du gaz inerte dans le fourreau entourant sa base.

[0018] L'invention a également pour objet une installation de transfert d'un métal liquide mettant en oeuvre le procédé considéré qui comporte un réservoir supérieur et un réceptacle inférieur muni d'un garnissage réfractaire interne et un fourreau an matériau réfractaire, ouvert à ses deux extre- mités, l'ouverture supérieure dudit fourreau étant située en-dessous du débouché du réservoir supérieur, l'extrémité inférieure dudit fourreau étant située à distance du fond du réceptacle inférieur tandis que l'extrémité supérieure dudit fourreau fait saillie largement au-dessus du bord dudit réceptacle inférieur. Cette installation comporte des moyens d'injection d'un gaz inerte liquéfié à l'intérieur dudit fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieur dudit fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau et des moyens d'injection d'au moins un gaz inerte par le fond ou les parois du réceptacle inférieur, lesdits moyens d'injection d'un gaz inerte liquéfié et d'au moins un gaz inerte étant destinés à fonctionner simultanément.

[0019] Les avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels:

- la fig. 1 est une coupe schématique partielle d'une première variante d'un premier mode de réalisation d'une installation selon l'invention;

- la fig. 2 est une coupe partielle selon la ligne II-II de la fig.1, vue selon la flèche X;

- la fig. 3 est une coupe partielle dans le même plan que la fig 2, représentant une deuxième variante du premier mode de réalisation d'une installation selon l'invention;

- la fig. 4 est une coupe partielle dans le même plan que la fig. 2, représentant un deuxième mode de réalisation d'une installation, la moitié de droite représentant une première variante et la moitié de gauche représentant une deuxième variante dudit deuxième mode de réalisation;

- la fig. 5 est une coupe partielle dans le même plan que la fig. 4, mais avec arrachement, représentant une troisième variante du deuxième mode de réalisation d'une installation selon l'invention;

- les fig. 6, 7, 8 et 9 sont des représentations schématiques partiellement en coupe de quatre modes de réalisation du dispositif de protection .du jet de coulée à la sortie du réservoir supérieur.

[0020] Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, un réservoir supérieur 1 contient du métal en fusion qui, après avoir traversé un dispositif obturateur à plaques 2 monté extérieurement sur le fond du réservoir 1, s'écoule sous la forme d'un jet J et arrive dans un réceptacle inférieur 3. Les parois et le fond de ce réceptacle 3 sont formés d'une cuirasse externe 4, d'un garnissage intermédiaire de sable 5 et d'un garnissage réfractaire interne 6. Un fourreau 7 en matériau réfractaire, ouvert à ses deux extrémités et partiellement immergé dans le bain 8 de métal liquide contenu dans le réceptacle 3, est disposé autour du jet J. Ce fourreau comporte deux parties 9 et 10; la partie supérieure 9 fait largement saittie au-dessus des bords du réceptacle 3; elle est en forme de tronc de pyramide comportant quatre parois 9a, 9b, 9c, 9d; deux parois opposées 9a et 9b de cette partie supérieure 9 prennent appui sur deux bords supérieurs opposés du réceptacle 3. La partie inférieure 10 est constituée de deux plaques verticales 10a, 10b au droit des parties 9d et 9c de la partie 9, immergées dans le bain de métal liquide 8. Le fourreau 7 est disposé de façon que son axe coïncide sensiblement avec le jet J. L'ouverture inférieure du fourreau 7 présente une section S₁ et l'ouverture supérieure une section S₂.

[0021] Un réservoir de gaz inerte liquéfié 11 est relié par un conduit 12 muni d'une vanne 13 à un séparateur de phases 14 qui, par l'intermédiaire d'une vanne 15 de réglage de débit, alimente en gaz liquéfié un tube d'injection 16 à orifice calibré 17; ce tube d'injection 16 débouche légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure du fourreau 7.

[0022] Dans la partie du garnissage réfractaire interne 6 du fond du réceptacle 3, qui est en-dessous du fourreau 7, sont incorporés des éléments poreux 21. Ces éléments poreux 21 sont reliés par des tubulures 22 placées dans le garnissage de sable intermédiaire 5 et connectées à un distributeur 23 relié lui-même à une source 24 de gaz inerte sous pression.

[0023] Le fonctionnement de l'installation représentée aux figures 1 et 2 est le suivant. On injecte dans la partie supérieure 9 du fourreau 7 le gaz inerte liquéfié provenant du réservoir 11 à l'aide du tube d'injection 16 qui déverse ce gaz inerte liquéfié directement sur la surface du bain de métal liquide 8 contenu dans le réceptacle 3. Le gaz inerte liquéfié ainsi versé forme, par caléfaction, une couche liquide sur la partie de la surface du bain 8 qui est comprise entre les plaques 10a et 10b et se vaporise en créant une gaine gazeuse ascendante qui, au début, chasse l'air qui était contenu dans le fourreau 7 puis s'oppose ensuite à toute entrée d'air éventuellement amené par le jet de coulée J. Etant donné la forme resserrée vers le haut de la partie 9 du fourreau 7, cette gaine protectrice ascendante s'écoule selon les flèches F, en direction du jet de coulée J. Simultanément, on injecte le gaz inerte provenant de la source 24 dans le bain de métal liquide 8 autour de la zone d'impact du jet J, par l'intermédiaire des éléments poreux 21. Le gaz s'échappe en bulles qui viennent crever à la surface du bain 8 et forment une colonne gazeuse ascendante qui, canalisée par le fourreau 7, s'écoule selon les flèches F. De plus, l'injection du gaz inerte dans le bain métallique 8 provoque un brassage dudit bain et permet d'éviter la formation d'une croûte à la surface du bain 8, comme on l'a expliqué précédemment. On règle les débits du gaz inerte injecté dans le métal liquide, comme on l'a expliqué ci-dessus, de façon telle que le rapport vitesse sur température de l'atmosphère formée dans le fourreau corresponde à une teneur en oxygène de cette atmosphère inférieure à 5%.

[0024] Selon la variante de réalisation représentée à la figure 3, des tuyères métalliques 25 sont incorporées au garnissage réfractaire interne 6 du fond du réceptacle 3. Ces tuyères 25 sont reliées (de la même façon que les éléments poreux 21 des figures 1 et 2) à une source de gaz inerte sous pression 24 par l'intermédiaire du tubulures 22. Tous les éléments de cette installation (à l'exception des tuyères 25 qui remplacent les éléments poreux 21) sont identiques et portent les mêmes références que ceux de l'installation représentée aux figures 1 et 2; et le fonctionnement est le même.

[0025] Selon le mode de réalisation représenté à la figure 4, un réservoir supérieur 41 contient du métal en fusion qui, après avoir traversé un dispositif obturateur à plaques 42, s'écoule sous forme d'un jet J et arrive dans un réceptacle inférieur 43. Les parois et le fond de ce réceptacle 43 sont formés d'une cuirasse externe 44, d'un garnissage intermédiaire de sable 45 et d'un garnissage réfractaire interne 46. Un fourreau 47, ouvert à ses deux extrémités et partiellement immergé dans le bain 48 de métal liquide contenu dans le réceptacle 43, est disposé autour du jet J. Ce fourreau 47 comporte deux parties 49 et 50; la partie supérieure 49 est en forme de tronc de pyramide comportant quatre parois 49a, 49b, 49c, 49d; deux parois opposées 49a et 49b de cette partie 49 prennent appui sur deux bords opposés du réceptacle 43. La partie inférieure 50 est constituée de deux plaques verticales 50a et 50b, au droit des parties 49c et 49d de la partie 49, immergées dans le bain de métal liquide 48. Le fourreau 47 est disposé de façon telle que son axe coïncide sensiblement avec le jet J.

[0026] Selon la première variante de réalisation représentée sur la moitié de droite de la figure 4, des tuyères métalliques 51 traversent le garnissage réfractaire interne 46 des parois du réceptacle 43 ces tuyères 51 sont reliées, par l'intermédiaire de tubulures 52, placées dans le garnissage de sable intermédiaire 45, à un distributeur 53, relié lui-même à une source 54 de gaz inerte sous pression. Les tuyères 51, qui ont un diamètre de 1 à 4 mm et de préférence de 2 mm, sont placées de façon à déboucher à une distance d'environ 25 à 30 cm en-dessous de la surface du bain de métal liquide 48.

[0027] Selon la deuxième variante de réalisation représentée sur la moitié gauche de la figure 4, des éléments poreux 55 sont incorporés au garnissage réfractaire interne 46 des parois du réceptacle 43; ces éléments poreux 55 sont reliés par des tubulures 52' à un distributeur 53', relié lui-même à une source de gaz inerte sous pression (les éléments 52' et 53' sont identiques aux éléments 52 et 53).

[0028] Selon la troisième variante de réalisation représentée sur la figure 5, des conduits 56 sont ménagés longitudinalement dans le garnissage réfractaire 46 des parois du réceptacle 43. Ces conduits 56 sont reliés, à leur partie supérieure, par l'intermédiaire de tubulures 57, à un distributeur 58, relié lui-même à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure ). Les conduits 56 communiquent, à leur partie inférieure, avec des conduits 59 qui sont ménagés transversalement dans le garnissage réfractaire 46 et qui débouchent dans le bain de métal liquide contenu dans le réceptacle 43.

[0029] Le fonctionnement de l'installation représentée aux figures 4 et 5 est le suivant. On injecte un gaz inerte dans le bain de métal liquide 48 par l'intermédiaire, soit des tuyères 51, soit des éléments poreux 55, soit des conduits 56, 59, conformément à l'un des trois modes de réalisation décrits ci-dessus. Simultanément, on injecte dans la partie supérieure 49 du fourreau 47 un gaz inerte liquéfié. On obtient ainsi, à la fois, formation d'une gaine gazeuse inerte ascendante et brassage du bain métallique.

[0030] On donne, ci-dessous, à titre non limitatif, deux exemples de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention à l'aide d'une des installations représentées aux figures 1 à 5.

Exemple 1

[0031] Le gaz inerte utilisé est de l'argon.

[0032] On désire que l'atmosphère formée dans le fourreau ait une teneur en oxygène inférieure à 1%. On détermine expérimentalement la valeur

correspondante, soit

[0033] Les paramètres relatifs à l'argon sont les suivants:

T_i - 87°K

P_L = 1400 kg/m3

P_G = 5,85 kg/m₃.

[0034] Le fourreau utilisé a des dimensions telles que

[0035] Selon l'équation (1),

si on injectait uniquement de l'argon liquéfié, on devrait l'injecter à un débit > 4.73 I/mn/m².

[0036] Mais, simultanément, on injecte de l'argon gazeux dans le bain de métal liquide à un débit de 20 m³/h. Cette quantité d'argon gazeux est, selon l'équation (2), équivalente du point de vue efficacité de l'inertage à 0,41 litres/mn d'argon liquide. On injecte donc, simultanément, de l'argon gazeux à un débit de 20 m³/h dans le métal liquide et de l'argon liquéfié à l'entrée du fourreau à un débit de 4,32 l/mn/m².

Exemple 2

[0037] Le gaz inerte liquide utilisé est de l'azote et le gaz inerte injecté dans le bain métal liquide est de l'argon.

[0038] On désire que l'atmosphère formée dans le fourreau ait une teneur en oxygène inférieure à 1%. On détermine expérimentalement la valeur

correspondante, soit

[0039] Les paramètres relatifs à l'azote sont les suivants:

T₁ = 77°K

P_L - 808 kg/m₃

P_G = 4,6 kg/_m3.

[0040] Le fourreau utilisé a des dimensions telles que

[0041] Selon l'équation (1)

si on injectait uniquement de l'azote liquéfié, on devrait l'injecter à un débit > 15 I/mn/m².

[0042] Mais, simultanément, on injecte dans le métal liquide de l'argon gazeux à un débit de 20 m³/h qui est, selon l'équation (2), équivalent à 0,41 I/mn d'argon liquéfié. On injecte donc, simultanément, de l'argon gazeux à un débit de 20 m³/h dans le métal liquide et de l'azote liquéfié à l'entrée du fourreau à un débit de 13,7 l/mn/m².

[0043] La figure 6 représente le dispositif obturateur à plaques 2 (ou 42) monté extérieurement sur le fond du réservoir supérieur 1 (ou 41). Ce dispositif obturateur à plaques est de type connu et décrit dans la demande EP-A-0048641 du 18.08.81, au nom du demandeur. Il comporte une plaque fixe 60 et une plaque mobile 61 appliquées l'une contre l'autre, la plaque mobile 61 étant montée rotativement et portant deux busettes 62; les plaques 60 et 61 et les busettes 62 sont en matériau réfractaire, par exemple en alumine imprégnée. La plaque mobile 61 est munie d'une roue dentée 36, susceptible d'être entraînée par un pignon 37 relié à un moteur (non représenté sur la figure). La plaque 60 est traversée par un orifice 63, placé en alignement avec le trou de coulée 64 qui est ménagé dans le revêtement interne réfractaire 65 et la cuirasse métallique externe 66 constituant le fond du réservoir 1. La plaque mobile est traversée par deux passages 67. Chaque busette 62 est traversée par un canal 68 et montée à demeure (par exemple par un système à baïonnette) sur la plaque mobile 61 par l'intermédiaire d'un support métallique 69 de façon à ce que son canal 68 soit en alignement avec le passage 67 correspondant. Par rotation de la plaque 61, on amène donc l'une ou l'autre des busettes 62 en communication avec le trou de coulée 64.

[0044] Un boîtier métallique 70 est monté de façon étanche sur le fond du récipient 1 et enveloppe pratiquement complètement le dispositif obturateur 2; une ouverture 71 est prévue à la partie inférieure du boîtier 70 pour le passge des busettes. Un conduit 72, relié à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure), débouche dans le boîtier 70.

[0045] Le gaz inerte introduit par le conduit 72 se répand dans le boîtier 70 et s'échappe par l'ouverture 71. Ce gaz inerte forme ainsi une atmosphère qui protège le dispositif 2 contre l'air atmosphérique, et plus particulièrement l'interstice entre les plaques 60 et 61 et la zone de jonction entre les busettes 62 et la plaque 61, ainsi que le jet de métal liquide à sa sortie d'une des busettes 62.

[0046] La figure 7 représente un dispositif obturateur à plaques 2 identique à celui de la figure 6 (les mêmes références ont été affectées aux mêmes éléments), mais qui comporte, en plus, un moyen à ressort 73 pour maintenir les plaques 60 et 61 l'une contre l'autre. Un boîtier 70 identique à celui de la figure 6 enveloppe le dispositif 2. Le moyen à ressort 73 comporte une butée 74 en forme de coupelle renversée ouverte à son extrémité inférieure et solidaire de la plaque 61 par l'intermédiaire du support métallique 69, une pièce d'appui 75 en forme de piston solidaire de la plaque 60 et un ressort 76 interposé entre la butée 74 et la pièce 75. Un conduit 77, relié à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure), débouche dans la butée 74 après avoir traversé le boîtier 70 par un orifice 78 ménagé à cet effet. Ainsi, le gaz inerte amené par le conduit 77 refroidit le moyen à ressort 73, puis se répand dans le boîtier 70 en jouant son rôle de protection pour le dispositif 2 et s'échappe par l'ouverture 71.

[0047] La figure 8 représente un dispositif obturateur à plaques 2 identique à celui de la figure 6 (les mêmes références ont été affectées aux mêmes éléments), mais qui comporte, en plus, deux moyens à ressort 80 pour maintenir les plaques 60 et 61 l'une contre l'autre. Les moyens à ressort 80 comportent une butée 81 en forme de coupelle renversée ouverte à son extrémité inférieure et solidaire de la plaque 61 par l'intermédiaire du support métallique 69, une pièce d'appui 82 en forme de piston solidaire de la plaque 60 et un ressort 83 interposé entre la butée 81 et la pièce 82. Un conduit 84, relié à une source d'air comprimé, débouche dans la butée 81.

[0048] Une virole métallique 85 est disposée concentriquement à la plaque mobile 61 ; elle est solidaire, à son extrémité supérieure 86, de la plaque fixe 60 et son extrémité inférieure 87 s.'arrête à proximité de la partie supérieure 88 des moyens à ressort 80. Un conduit 89, relié à une source de gaz inerte sous pression, débouche dans la virole 85. La virole 85 comporte une ouverture (non représentée sur la figure) pour le passage du pignon moteur (non représenté sur la figure) de la plaque mobile 61.

[0049] Une plaque métallique de protection 90, pourvue d'ouvertures 91, est fixée au support 69 (par exemple par clavetage), à distance et en-dessous dudit support 69. Un conduit 92, relié à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure), est fixé au support 69 (par exemple par soudage) et débouche dans l'espace défini par la plaque mobile 61 et la plaque de protection 90.

[0050] Le fonctionnement de l'installation de la figure 8 est le suivant: on injecte un gaz inerte par le conduit 89 à l'intérieure de la virole 85; ce gaz inerte se répand dans l'espace défini par la virole 85 et protège ainsi l'interstice entre les plaques 60 et 61 ainsi que la zone de jonction entre les busettes 62 et la plaque 61; il s'écoule ensuite par les ouvertures 91. Simultanément, on injecte un gaz inerte par le conduit 92; ce gaz inerte se répand dans l'espace compris entre le support métallique 69 et la plaque de protection 90, puis s'écoule par les ouvertures 91 protégeant ainsi le jet de métal liquide à sa sortie d'une des busettes 62. D'autre part, on refroidit les moyens à ressort 80 par injection d'air comprimé par les conduits 84.

[0051] La figure 9 représente un dispositif obturateur à plaques 2 comportant deux moyens à ressort 80, identique à celui de la figure 8 (les mêmes références ont été affectées aux mêmes éléments). Une virole métallique 95, concentrique à la plaque mobile 61 est solidaire, à son extrémité supérieure 96, de la plaque fixe 60; son extrémité inférieure 97 s'arrête à proximité de la partie supérieure 88 des moyens à ressort 80. La virole 95 comporte une ouverture (non représentée sur la figure) pour le passge du pignon moteur (non représenté sur la figure) de la plaque mobile 61.

[0052] Une plaque métallique de protection 98, pourvue d'ouvertures 99 est fixée au support 69 (par exemple par clavetage), à distance et en-dessous dudit support 69. Un premier conduit 100, relié à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure), est fixé au support 69 (par exemple par soudage) et débouche dans l'espace défini par la plaque mobile 61 et la plaque de protection 98. Un deuxième conduit 101, relié à une source de gaz inerte sous pression (non représentée sur la figure), traverse la plaque 98 par un orifice 102 ménagé à cet effet, puis le support 69 par un orifice 103, et débouche dans l'interstice 104 entre le support 69 et la plaque mobile 61. Ce conduit 101 est flexible à partir d'un certain moment pour ne pas gêner le mouvement de l'équipage mobile.

[0053] Le fonctionnement de l'installation de la figure 9 est le suivant: on injecte un gaz inerte par le conduit 101 dans l'interstice 104; ce gaz inerte se répand dans l'interstice 104, puis dans l'espace défini par la virole 95 et protège ainsi la zone de jonction entre les busettes 62 et la plaque 61 ainsi que l'interstice entre les plaques 60 et 61; il s'écoule ensuite par les ouvertures 99. Simultanément, on injecte un gaz inerte par le conduit 100; ce gaz inerte se répand dans l'espace compris entre le support métallique 69 et la plaque de protection 98, puis s'écoule par les ouvertures 99 protégeant ainsi le jet de métal liquide à sa sortie d'une des busettes 62. D'autre part, on refroidit les moyens à ressort 80 par injection d'air comprimé par les conduits 84.

[0054] Dans tous les modes de réalisation de l'invention, on utilise soit un gaz pratiquement inerte vis-à-vis du métal liquide tel que de l'azote ou de l'argon, soit un mélange de gaz inertes.

[0055] L'invention s'applique à la protection de tous les jets de coulée de métaux, verticaux ou paraboliques, notamment entre poche et répartiteur, entre poche et lingotière, entre poche et poche, entre convertisseur (ou four) et poche.

Revendications

1. Procédé de protection d'un jet de métal liquide s'écoulant entre un réservoir supérieur et un réceptacle inférieur selon lequel on crée autour dudit jet et sur la totalité de la hauteur de ce dernier une gaine protectrice gazeuse ascendante, formée à partir d'au moins un gaz pratiquement inerte vis-à-vis dudit métal, par injection dudit gaz inerte autour de la zone d'impact dudit jet et confinement dudit gaz inerte au-dessus de la surface du métal liquide et autour de la base dudit jet au moyen d'un fourreau, ouvert à ses deux extrémités, entourant la base dudit jet et immergé partiellement dans ledit métal liquide, caractérisé en ce que l'on injecte au moins un gaz inerte liquéfié au-dessus et à proximité de la surface du métal liquide contenu dans le réceptacle inférieur, à l'intérieur du fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau, et, simultanément, on injecte au moins un gaz inerte dans le métal liquide par le fond ou les parois dudit réceptacle, à un débit tel que l'atmosphère gazeuse ascendante formée ait dans ledit fourreau une teneur en oxygène inférieure à 5%.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte ayant une température d'ébullition T₁ et des masses volumiques P_L à l'état liquide et P_G à l'état gazeux, le fourreau de confinement présentant une ouverture inférieure de section S₁ et une ouverture supérieure de section S₂, et l'atmosphère gazeuse ascendante atteignant ladite ouverture supérieure de section S₁ et une ouverture supérieure de section S₂, et l'atmosphère gazeuse ascendante atteignant ladite ouverture supérieure à une vitesse V₂ et à une température T₂, la valeur de

étant représentative de la teneur en oxygène de ladite atmosphère gazeuse ascendante et étant liée au débit D du gaz inerte liquéfié injecté à l'intérieur du fourreau par la relation:

on règle ledit débit D de façon à ce que ladite valeur de

corresponde à une teneur en oxygène de ladite atmosphère inférieure à 5%.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz inerte ayant une température d'ébullition T, et des masses volumiques P_L à l'état liquide et P_G à l'état gazeux, le fourreau de confinement présentant une ouverture inférieure de section S, et une ouverture supérieure de section S₂, la température du métal liquide étant T, et l'atmosphère gazeuse ascendante atteignant ladite ouverture supérieure à une vitesse V₂ et à une température T₂ , la valeur de

étant représentative de la teneur en oxygène de ladite atmosphère gazeuse et étant liée au débit D du gaz inerte injecté dans le métal liquide par la relation:

on règle ledit débit D de façon à ce que ladite valeur de

corresponde à une teneur en oxygène de ladite atmosphère inférieure à 5%.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le gaz inerte utilisé est de l'azote et en ce que l'on règle les débits dudit gaz de façon à ce que

5. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le gaz inerte utilisé est de l'argon et en ce que l'on règle les débits dudit gaz de façon à ce que

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on crée une atmosphère de protection gazeuse pour le jet de métal liquide, immédiatement à son débouché du fond du réservoir supérieur, ladite atmosphère étant formée à partir d'au moins un gaz pratiquement inerte vis-à-vis dudit métal en enveloppant un dispositif obturateur, monté extérieurement sur le fond dudit réservoir supérieur, comportant une plaque fixe et un équipage mobile comprenant une plaque mobile appliquée contre ladite plaque fixe et un support métallique solidaire de ladite plaque mobile pour au moins une busette pouvant venir en communication avec le trou d'écoulement du métal liquide.

7. Installation de transfert d'un métal liquide mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant un réservoir supérieur (1) et un réceptacle inférieur (3) munis d'un garnissage réfractaire interne, et un fourreau (7) en matériau réfractaire, ouvert à ses deux extrémités, l'ouverture supérieure dudit fourreau (7) étant située en-dessous du débouché du réservoir supérieur (1), l'extrémité inférieure dudit fourreau (7) étant située à distance du fond du réceptacle inférieur (3) tandis que l'extrémité supérieure dudit fourreau (7) fait saillie largement au-dessus du bord dudit réceptacle inférieur (3), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'injection d'un gaz inerte liquéfié à l'intérieur dudit fourreau et légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau et des moyens d'injection d'au moins un gaz inerte par le fond ou les parois du réceptacle inférieur, lesdits moyens d'injection d'un gaz inerte liquéfié et d'au moins un gaz inerte étant destinés à fonctionner simultanément.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens d'injection d'un gaz inerte liquéfié sont constitués par au moins un tube d'injection (16) muni d'un orifice calibré (17) débouchant légèrement en-dessous de l'ouverture supérieure dudit fourreau (7) et relié, par l'intermédiaire d'organes de variation de débit, à une source de gaz liquéfié (11).

9. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens d'injection d'un gaz inerte par le fond ou les parois du réceptacle inférieur sont constitués par des tuyères métalliques (25) traversant le garnissage réfractaire (6) dudit réceptacle et reliées à une source de gaz inerte sous pression (24).

10. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens d'injection d'un gaz inerte par le fond ou les parois du réceptacle inférieur sont constitués par des éléments poreux ou perméables (21) incorporés au garnissage réfractaire (6) dudit réceptacle et reliés à une source de gaz inerte sous pression (24).

11. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens d'injection d'un gaz inerte par les parois du réceptacle inférieur sont constitués par des conduits (56, 59) ménagés dans le garnissage réfractaire (46) dudit réceptacle et reliés à une source de gaz inerte sous pression.

12. Installation selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour créer une atmosphère de protection gazeuse formée à partir d'au moins un gaz inerte pour un dispositif obturateur (2) monté extérieurement sur le fond du réservoir supérieur (1), comportant une plaque fixe (60) et un équipage mobile comprenant une plaque mobile (61) appliquée contre ladite plaque fixe et un support métallique (69) solidaire de ladite plaque mobile (61) pour au moins une busette (62) pouvant venir en communication avec le trou d'écoulement du métal liquide.

13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier métallique (70) fixé à étanchéité sur le fond du réservoir supérieur (1), enveloppant le dispositif obturateur (2), pourvu d'au moins une ouverture (71) et comportant un conduit d'amenée d'un gaz inerte (72).

14. Installation selon la revendication 13, dans laquelle le dispositif obturateur (2) comporte au moins un moyen à ressort (73) de maintien de l'équipage mobile contre la plaque fixe (60), caractérisée en ce que le conduit d'amenée du gaz inerte (77) débouche dans le moyen à ressort.

15. Installation selon la revendication 12, dans laquelle le dispositif obturateur (2) comporte au moins un moyen à ressort (80) pour le maintien de l'équipage mobile contre la plaque fixe (60), caractérisée en ce qu'elle comporte:

- une virole (85), concentrique à la plaque mobile (61) dont la partie supérieure est solidaire de la plaque fixe (60) et dont la partie inférieure s'arrête à proximité de la partie supérieure desdits moyens à ressort (80), ladite virole (85) étant munie d'un conduit d'amenée d'un gaz inerte (89),

- une plaque métallique de protection (90) solidarisée au support métallique (69), à distance et en-dessous dudit support métallique (69) et pourvue d'au moins une ouverture (91),

- et un deuxième conduit d'amenée d'un gaz inerte (92) solidaire du support métallique (69) et débouchant dans l'espace défini par ladite plaque de protection et l'équipage mobile.

16. Installation selon la revendication 12, dans laquelle le dispositif obturateur (2) comporte au moins un moyen à ressort (80) pour le maintien de l'équipage mobile contre la plaque fixe (60), caractérisée en ce qu'elle comporte:

- une virole (95), concentrique à la plaque mobile (61), dont la partie supérieure est solidaire de la plaque fixe (60) et dont la partie inférieure s'arrête à proximité de la partie supérieure desdits moyens à ressort (80),

- un premier conduit d'amenée d'un gaz inerte (101) traversant le support métallique (69) et débouchant à fleur de l'interstice entre ledit support métallique (69) et la plaque mobile (61),

- une plaque métallique de protection (98) solidarisée au support métallique (69), à distance et en-dessous dudit support métallique (69) et pourvue d'au moins une ouverture (99), et

- un deuxième conduit d'amenée d'un gaz inerte (100) solidaire du support métallique (69) et débouchant dans l'espace défini par ladite plaque de protection et l'équipage mobile.

Ansprüche

1. Verfahren zum Schutz eines Strahles aus flüssigem Metall, der zwischen einem oberen Vorratsbehälter und einem unteren Auffangbehälter fliesst, bei dem man um diesen Strahl und auf der gesamten Höhe des letzteren eine aufsteigende gasförmige Schutzhülle, die von wenigstens einem gegenüber dem Metall praktisch inerten Gas gebildet wird, durch Einspritzen des Inertgases um die Auftreffzone dieses Strahles und Eingrenzen des Inertgases über der Oberfläche des flüssigen Metalles und um die Basis des Strahles mittels einer Hülse, die an ihren beiden Enden offen ist, die Basis des Strahles umgibt und teilweise in das flüssige Metall eintaucht, erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass man wenigstens ein verflüssigtes Inertgas oberhalb und nahe der Oberfläche des in dem unteren Auffangbehälter enthaltenen flüssigen Metalles im Inneren der Hülse und etwas unterhalb der oberen Öffnung dieser Hülse einspritzt und gleichzeitig wenigstens ein Intertgas in das flüssige Metall durch den Boden oder die Wände des Auffangbehälters in solcher Menge einspritzt, dass die gebildete aufsteigende gasförmige Atmosphäre in der Hülse einen Sauerstoffgehalt unterhalb 5% hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man, wenn das Inertgas eine Siedetemperatur T₁ und Dichten P_L im flüssigen Zustand und P_G im gasförmigen Zustand hat, die Eingrenzungshülse eine untere Öffnung mit einem Querschnitt S₁ und eine obere Öffnung mit einem Querschnitt S₂ besitzt und die aufsteigende gasförmige Atmosphäre die obere Öffnung mit dem Querschnitt S₁ und eine obere Öffnung mit dem Querschnitt S₂ erreicht und die aufsteigende gasförmige Atmosphäre die obere Öffnung mit einer Geschwindigkeit V₂ und einer TemperaturT₂ erreicht, wobei der Wert

repräsentativ für den Sauerstoffgehalt dieser aufsteigenden gasförmigen Atmosphäre ist und mit der Menge D des im Inneren der Hülse eingespritzten verflüssigten Inertgases durch die Gleichung

verbunden ist, die Menge D derart steuert, dass der Wert

einem Sauerstoffgehalt dieser Atmosphäre unterhalb 5% entspricht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man, wenn das Inertgas eine Siedetemperatur T₁ und Dichten P_L im flüssigen Zustand und P_G im gasförmigen Zustand hat, die Begrenzungshülse eine untere Öffnung mit dem Querschnitt S₁ und eine obere Öffnung mit dem Querschnitt S₂ hat, die Temperatur des flüssigen Metalles T ist und die aufsteigende gasförmige Atmosphäre die obere Öffnung mit einer Geschwindigkeit V₂ und einer Temperatur T2erreicht, der Wert

repräsentativ für den Sauerstoffgehalt der gasförmigen Atmosphäre ist und mit der Menge D des in dem flüssigen Metall eingespritzten Inertgases durch die Gleichung

verbunden ist, diese Menge D derart steuert, dass der Wert

einem Sauerstoffgehalt der Atmosphäre unterhalb 5% entspricht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Inertgas Stickstoff ist und dass man die Mengen dieses Gases derart steuert, dass

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Inertgas Argon ist und dass man die Mengen dieses Gases derart steuert, dass

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Schutzgasatmosphäre für den flüssigen Metallstrahl unmittelbar an seinem Abfluss aus dem Boden des oberen Vorratsbehälters erzeugt, wobei diese Atmosphäre von wenigstens einem gegenüber dem Metall praktisch inerten Gas gebildet wird, indem man eine Verschlussvorrichtung einschliesst, die auf der Aussenseite auf dem Boden des oberen Vorratsbehälters befestigt ist, eine feststehende Platte und ein bewegliches Organ aufweist, das eine an der feststehenden Platte angebrachte bewegliche Platte und einen Metallträger, der mit der beweglichen Platte formschlüssig ist, aufweist, so dass wenigstens eine Düse in Verbindung mit dem Abflussloch für das flüssige Metall kommen kann.

7. Vorrichtung zur Überführung eines flüssigen Metalles zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem oberen Vorratsbehälter (1) und einem unteren Auffangbehälter (3), der mit einer inneren hitzebeständigen Auskleidung und einer Hülse (7) aus hitzebeständigem Material, die an ihren beiden Enden offen ist, versehen ist, wobei die obere Öffnung der Hülse (7) unterhalb des Abflusses des oberen Vorratsbehälters (1) angeordnet ist und das untere Ende der Hülse (7) im Abstand von dem Boden des unteren Auffangbehälters (3) angeordnet ist, während das obere Ende der Hülse (7) stark über den Rand des unteren Auffangbehälters (3) hinausragt, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zum Einspritzen eines verflüssigten Inertgases im Inneren der Hülse und etwas unterhalb der oberen Öffnung der Hülse und Einrichtungen zum Einspritzen wenigstens eines Inertgases durch den Boden oder die Wände des unteren Auffangbehälters aufweist, wobei diese Einrichtungen zum Einspritzen eines verflüssigten Inertgases und wenigstens eines Inertgases dazu bestimmt sind, gleichzeitig zu funktionieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Einspritzen eines verflüssigten Inertgases aus wenigstens einer Einspritzröhre (16) mit einer kalibrierten Öffnung (17), die etwas unterhalb der oberen Öffnung der Hülse (7) mündet und über Organe zur Veränderung des Durchsatzes mit einer Quelle für verflüssigtes Gas (11) verbunden ist, bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Einspritzen eines Inertgases durch den Boden oder die Wände des unteren Auffangbehälters aus Metalldüsen (25) bestehen, die die hitzebeständige Auskleidung (6) des Auffangbehälters durchqueren und mit einer Quelle für Inertgas unter Druck (24) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einspritzen eines Inertgases durch den Boden oder die Wände des unteren Auffangbehälters aus porösen oder durchlässigen Elementen (21) bestehen, die in die hitzebeständige Auskleidung (6) des Auffangbehälters eingelassen sind und mit einer Quelle für Inertgas unter Druck (24) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einspritzen eines Inertgases durch die Wände des unteren Auffangbehälters aus Leitungen (56, 59) bestehen, die in der hitzebeständigen Auskleidung (46) des Auffangbehälters angeordnet und mit einer Quelle für Inertgas unter Druck verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre, die von wenigstens einem Inertgas gebildet wird, für eine Verschlussvorrichtung (2) aufweist, welche an der Aussenseite auf dem Boden des oberen Vorratsbehälters (1) befestigt ist und eine feststehende Platte (60) und ein bewegliches Organ aufweist, das eine bewegliche Platte (61), die an der feststehenden Platte angeordnet ist, und einen Metallträger (69), der mit der beweglichen Platte (61) formschlüssig ist, besitzt, um wenigstens eine Düse (62) in Verbindung mit dem Abflussloch für das flüssige Metall bringen zu können.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, das sie ein Metallgehäuse (70), das in Dichtbeziehung an dem Boden des oberen Vorratsbehälters (1) befestigt ist, die Verschlussvorrichtung (2) umschliesst, mit wenigstens einer Öffnung (71) versehen ist und eine Leitung zur Zuführung eines Inertgases (72) besitzt, aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, in welcher die Verschlussvorrichtung (2) wenigstens eine Federeinrichtung (73), die das bewegliche Organ gegen die feststehende Platte (60) hält, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung für die Zuführung von Inertgas (77) in der Federeinrichtung mündet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, in welcher die Verschlussvorrichtung (2) wenigstens eine Federeinrichtung (80) aufweist, um das bewegliche Organ gegen die feststehende Platte (60) zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass sie

- einen mit der beweglichen Platte (61) konzentrischen Ring (85), dessen oberer Teil formschlüssig mit der feststehenden Platte (60) ist und dessen unterer Teil nahe dem oberen Teil der Federeinrichtung (80) endet, wobei dieser Ring (85) mit einer Zuführleitung für Inertgas (89) versehen ist,

- eine metallische Schutzplatte (90), die formschlüssig mit dem Metallträger (89) im Abstand und unterhalb des Metallträgers (69) angeordnet und mit wenigstens einer Öffnung (91) versehen ist,

- und eine zweite Zuführleitung für Inertgas (92), die formschlüssig mit dem Metallträger (69) ist und in dem von der Schutzplatte und dem mobilen Organ definierten Raum mündet, aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, in welcher die Verschlussvorrichtung (2) wenigstens eine Federeinrichtung (80) aufweist, um das bewegliche Organ gegen die feststehende Platte (60) zu halten und dadurch gekennzeichnet, dass sie

- einen mit der beweglichen Platte (61) konzentrischen Ring (95), dessen oberer Teil formschlüssig mit der feststehenden Platte (60) ist und dessen unterer Teil in der Nähe des oberen Teils der Federeinrichtungen (80) endet,

- eine erste Zuführeinrichtung für ein Inertgas (101), die den Metallträger (69) durchquert und auf der Höhe des Zwischenraumes zwischen dem Metallträger (69) und der beweglichen Platte (61) mündet,

- eine metallische Schutzplatte (98), die formschlüssig mit dem Metallträger (69) in einem Abstand und unterhalb des Metallträgers (69) angeordnet ist und mit wenigstens einer Öffnung (99) versehen ist, und

- eine zweite Zuführleitung für ein Inertgas (100), die formschlüssig mit dem Metallträger (69) ist und in dem von der Schutzplatte und dem beweglichen Organ definierten Raum mündet, aufweist.

Claims

1. Process for the protection of a jet of liquid metal flowing between an upper reservoir und a lower receptacle according to which one creates around said jet and on the totality of the height of the latter one an ascending gaseous protective wrapper formed by at least one gas practically inert against said metal, by injection of said inert gas around the zone of impact of said jet and confinement of said inert gas above the surface of the liquid metal and around the base of said jet by means of a sleeve open at its two extremities, surrounding the base of said jet and immerging partially in the said liquid metal, characterized in that one injects at least one liquefied inert gas above and in proximity of the surface of the liquid metal contained within said lower receptacle in the inner of the sleeve and slightly below the upper opening of said sleeve, and simultaneously one injects at least one inert gas in the liquid metal through the bottom or the walls of said receptacle in such an amount that the formed ascending gaseous atmosphere in said sleeve has an oxygen content below 5%.

2. Process according to claim 1, characterized in that, the inert gas having a boiling temperature T, and densities P_L in the liquid state and P_G in the gaseous state, the sleeve of confinement presenting a lower opening of the cross section S, and an upper opening of the cross section S₂ and the ascending gaseous atmosphere reaching said upper opening of a cross section S, and an upper opening of the section S₂ and the ascending gaseous atmosphere reaching said upper opening with a velocity V₂ and a temperature T₂, the value of

being representative for the oxygen content of said ascending gaseous atmosphere and being related to the amount D of the liquefied inert gas injected at the inner of the sleeve by the equation

one controls said amount D so that said value of

corresponds to an oxygen content of said atmosphere below 5%.

3. Process according to one of the claims 1 or 2, characterized in that, the inert gas having a boiling temperature T₁ and densities P_L in the liquid state and P_G in the gaseous state, the sleeve of confinement presenting a lower opening of the cross section S₁ and an upper opening of the cross section S₂, the temperature of the liquid metal being T and the ascending gaseous atmosphere reaching said upper opening with a velocity V₂ and a temperature T₂, the value of

being representative for the oxygen content of said gaseous atmosphere and being related to the amount D of the inert gas injected in the liquid metal by the equation:

one controls said amount D so that the said value of

corresponds to an oxygen content of said atmosphere below 5%.

4. Process according to one of the claims 2 or 3, characterized in that the used inert gas is nitrogen and that one controls the amounts of said gas so that

5. Process according to one of the claims 2 or 3, characterized in that the used inert gas is argon and that one controls the amounts of said gas so that

6. Process according to one of the claims 1 to 5, characterized in that one creates a gaseous atmosphere of protection for the jet of liquid metal immediately at its outlet at the bottom of the upper reservoir, said atmosphere being formed by at least one gas practically inert against said metal, enveloping a closure device mounted at the outside on the bottom of said upper reservoir, comprising a fixed plate and a mobile member comprising a mobile plate applied at said fixed plate and a metallic support form-closed with said mobile plate for at least one nozzle which is able to come in communication with the outlet aperture for the liquid metal.

7. Apparatus of transfer of a liquid metal for carrying out the process according to one of the claims 1 to 6, comprising an upper reservoir (1) and a lower receptacle (3) provided with an inner refractory lining and a sleeve (7) of refractory material open at its two extremities, the upper opening of said sleeve (7) being arranged below the exit of the upper reservoir (1) and the lower extremity of said sleeve (7) being arranged in a distance from the bottom of the lower receptacle (3), whereas the upper extremity of said sleeve (7) projects strongly above the edge of said lower receptacle (3), characterized in that it comprises means of injection of a liquefied inert gas in the inner of said sleeve and slightly below the upper opening of said sleeve and means of injection of at least one inert gas through the bottom or the walls of the lower receptacle, said means of injection of the liquefied inert gas and of at least one inert gas being intended to function simultaneously.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the means of injection of a liquefied inert gas consist of at least one tube of injection (16) provided with a calibrated opening (17) slightly below the upper opening of said sleeve (7) and connected with a source of the liquefied gas (11) by means of devices of the variation of amount.

9. Apparatus according to one of the claims 7 or 8, characterized in that the means of injection of an inert gas through the bottom or the walls of the lower receptacle consist of metallic nozzles (25) crossing the refractory lining (6) of said receptacle and connected with a source of the inert gas under pressure (24).

10. Apparatus according to one of the claims 7 or 8, characterized in that the means of injection of an inert gas through the bottom or the walls of the lower receptacle consist of porous or permeable elements (21) incorporated in the refractory lining (6) of the said receptacle and connected with a source of the inert gas under pressure (24).

11. Apparatus according to one of the claims 7 or 8, characterized in that the means of injection of an inert gas through the walls of the lower receptacle consist of conduits (56, 59) provided within the refractory lining (46) of said receptacle and connected with a source of inert gas under pressure.

12. Apparatus according to one of the claims 7 to 11, characterized in that it comprises means for creating a gaseous atmosphere of protection formed by means of at least one inert gas for a closure device (2) mounted at the outside on the bottom of the upper reservoir (1) comprising a fixed plate (60) and a mobile member comprising a mobile plate (61) applied at said fixed plate and a metallic support (69) form-closed with said mobile plate (61) so that at least one nozzle (62) is able to come in communication with the exit aperture of the liquid metal.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that it comprises a metallic casing (70) fixed in sealed relation at the bottom of the upper reservoir (1), enveloping the closure device (2) provided with at least one opening (71) and having a conduit for supplying an inert gas (72).

14. Apparatus according to claim 13 in which the closure device (2) comprises at least one spring means (73) to press the mobile member against the fixed plate (60), characterized in that the conduit for supplying the inert gas (77) opens into the spring means.

15. Apparatus according to claim 12 in which the closure device (2) comprises at least one spring means (80) to press the mobile member against the fixed plate (60), characterized in that it comprises:

- a ring (85) concentric with the mobile plate (61), the upper part of which is form-closed with the fixed plate (60) and the lower part of which terminates in proximity of the upper part of said spring means (80), the said ring (85) being provided with a conduit for supplying an inert gas (89),

- a metallic plate of protection (90) form-closed with the metallic support (69), in a distance and below said metallic support (69) and provided with at least one opening (91),

- and a second conduit for supplying an inert gas (92) form-closed with the metallic support (69) and opening into the space defined by said plate of protection and mobile member.

16. Apparatus according to claim 12 in which the closure device (2) comprises at least one spring means (80) to press the mobile member against the fixed plate (60), characterized in that it comprises:

- a ring (95) concentric with the mobile plate (61), the upper part of which is form-closed with the fixed plate (60) and the lower part of which terminates in proximity of the upper part of said spring means (80),

- a first conduit for supplying an inert gas (101) crossing the metallic support (69) and opening in the height of the interstice between said metallic support (69) and the mobile plate (61),

- a metallic plate of protection (98) form-closed with the metallic support (69), in a distance and below said metallic support (69) and provided with at least one opening (99), and

- a second conduit for supplying an inert gas (100) form-closed with the metallic support (69) and opening into the space defined by said plate of protection and the mobile member.

Dessins