PERFECTIONNEMENTS AUX POCHES DE COULEE POUR METAL EN FUSION

Description

[0001] La présente invention concerne les poches de coulée pour métal en fusion, par exemple l'acier, et plus particulièrement un perfectionnement pour refroidir la brique de fond de poche de ces poches de coulée pendant leur utilisation.

[0002] Les briques de fond de poche sont des briques réfractaires qui garnissent la paroi du canal de coulée des poches de coulée. Le contact de l'air avec la brique réfractaire durant la coulée érode quelque peu la brique. D'autre part, quand, en fin de coulée, on ramène la poche à l'entretien, le canal de coulée est encore rempli d'acier qui se trouve en grande partie solidifié. Il faut alors brûler cette carotte d'acier à l'aide d'une lance à oxygène de manière à nettoyer la paroi de la brique de fond de poche. Lors de cette opération la brique s'abîme le plus fort car le dard du brûleur provoque au point de contact une élévation très importante de la température et partant une détérioration de la surface intérieure.

[0003] De plus, la paroi du trou de coulée dans la plaque fixe du système de coulée, qui se trouve sous le fond de la poche, subit une usure assez sensible sous l'effet de la haute température de l'acier.

[0004] L'invention a pour objet un perfectionnement visant à permettre le refroidissement continu de la brique de fond de poche pendant la coulée de métal et pendant les opérations d'entretien de manière à protéger la paroi de cette brique contre une température trop élevée et éviter ainsi son érosion lente mais régulière pendant la coulée de métal et la détérioration de la paroi du canal de coulée pendant les opérations d'entretien.

[0005] Cet objectif est atteint, selon l'invention, par une poche de coulée se caractérisant par une chambre de refroidissement annulaire s'étendant sur le pourtour de la brique de fond de poche, un anneau creux étant disposé dans la chambre annulaire en sorte de s'étendre pratiquement coaxialement au canal de coulée, la paroi de cet anneau étant percée de trous répartis le long de l'anneau, le volume intérieur de l'anneau étant en communication avec une conduite d'amenée de fluide de refroidissement, la paroi de la chambre annulaire ayant une ouverture pour l'évacuation du fluide de refroidissement distribué par l'anneau distributeur dans la chambre annulaire. La chambre de refroidissement annulaire peut être formée dans la brique de fond de poche ou être formée par un caisson externe entourant au moins une partie de la brique de fond de poche.

[0006] Grâce à l'invention, non seulement la brique de fond de poche a-t-elle une durée de vie plus longue grâce à la réduction sensible de la température de la paroi du canal de coulée, comme expliqué plus haut, mais également la plaque fixe du système de coulée qui jouxte le fond de la poche de coulée est refroidie efficacement et a ainsi une durée de vie sensiblement augmentée.

[0007] L'invention est exposée en détail dans ce qui suit avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:

la figure 1 est une vue partielle en perspective du fond d'une poche de coulée d'acier,

la figure 2 montre en coupe un premier mode d'exécution d'une brique de fond de poche selon l'invention,

la figure 3 montre, avec coupe partielle, un deuxième mode d'exécution d'une brique de fond de poche selon l'invention.

[0008] Se référant à la figure 1, on voit le fond d'une poche de coulée 10 avec le canal de coulée 1 garni d'une brique réfractaire 2 dite brique de fond de poche. La plaque fixe du système de coulée dont question plus haut est désignée par la référence numérique 20.

[0009] Suivant l'invention, la brique de fond de poche 2 est réalisée avec un caisson de refroidissement. Un premier mode d'exécution est illustré par la figure 2. Sur une partie de sa longueur, la brique 2 présente une chambre annulaire 3 avantageusement garnie intérieurement d'un caisson métallique 4. Dans la partie supérieure de la chambre 3 est disposé un anneau creux 5 qui s'étend dans un plan transversal à l'axe 1 du canal de coulée 1, pratiquement coaxialement audit canal de coulée. La paroi de l'anneau creux 5 et percée de trous 6 distribués sur toute la longueur de l'anneau. Celui-ci sert de distribution pour un fluide de refroidissement introduit dans l'anneau 5 par un conduit métallique7 connecté à une conduite d'amenée de fluide 8. Le fluide de refroidissement, par exemple de l'air sous pression, se trouve ainsi distribué par l'anneau distributeur 5 sur tout le pourtour de la brique 2 dans la partie supérieure de la chambre annulaire 3 puis, après avoir contourné l'anneau distributeur, ce fluide de refroidissement circule dans toute la chambre annulaire 3 en descendant vers un orifice d'évacuation 9 situé au voisinage du plan transversal dans lequel est située l'embouchure inférieure du canal de coulée 1. En assurant un débit suffisant du fluide de refroidissement, celui-ci refroidit la brique de fond de poche 2 de manière efficace, ce qui évite la dégradation trop rapide de la brique 2 et permet d'augmenter de façon très appréciable sa durée de vie.

[0010] De plus, le dispositif de refroidissement selon l'invention refroidit également la partie supérieure de la plaque fixe 20 du système de coulée, qui jouxte le fond de la poche et l'embouchure inférieure du canal de coulée 1. La température atteinte par cette plaque peut ainsi être réduite de façon sensible, ce qui permet d'éviter une usure trop importante et trop rapide de la paroi du trou de coulée 21 de cette plaque.

[0011] La figure 3 représente un autre mode d'exécution du dispositif de refroidissement de la brique de fond de poche. Dans cet exemple d'exécution, la chambre annulaire 3 dans laquelle se trouve l'anneau distributeur 5 pour le fluide de refroidissement est formée par un caisson métallique externe 4 qui ceinture une partie au moins de la brique de fond de poche 2 et vient jouxter la plaque fixe 20 du système de coulée. Dans la figure 3, les références numériques qui sont les mêmes que dans la figure 2 désignent des éléments similaires ou équivalents. Le fluide de refroidissement introduit dans le caisson 4 par la conduite d'amenée 8 est dirigé vers l'anneau distributeur 5 par le conduit 7 formé à l'intérieur du caisson 4 par un caisson métallique interne 11. Le fluide de refroidissement est ensuite distribué dans la partie supérieure de la chambre annulaire 3 par les trous 6 de l'anneau distributeur 5 et descend vers le bas du caisson 4 comme montré par les flèches. Une partie du fluide de refroidissement est évacuée par l'orifice d'évacuation 9.

[0012] Dans sa partie inférieure, la paroi intérieure du caisson 4 est percée de plusieurs orifices espacés 12, répartis sur tout le périmètre de manière à laisser passer une partie du fluide de refroidissement vers la partie supérieure de la plaque fixe 20 du système de coulée. Un canal annulaire 13 est avantageusement prévu pratiquement coaxialement au trou de coulée 21 de la plaque fixe 20 du système de coulée pour laisser circuler le fluide de refroidissement passant par les orifices 12 et former ainsi une gaine de refroidissement à la partie supérieure de la plaque fixe 20 précitée. On obtient ainsi un refroidissement efficace de la plaque fixe en question et une réduction très sensible de l'usure de son trou de coulée. Des essais ont montré que le nombre de coulées que l'on peut effectuer avant de remplacer la plaque fixe est sensiblement augmenté, ce qui a une incidence appréciable sur l'économie de l'opération de coulée.

Revendications

1. Poche de coulée pour métal en fusion, ayant une brique de fond de poche (2) qui présente un canal de coulée (1), caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de refroidissement annulaire (3) s'étendant sur le pourtour de la brique de fond de poche (2) sur au moins une partie de la longueur de la brique (2), un anneau creux (5) disposé dans la chambre annulaire (3) en sorte de s'étendre coaxialement au canal de coulée (1), la paroi de cet anneau (5) étant percée de trous (6) répartis le long de l'anneau, le volume intérieur de l'anneau (5) étant en communication avec une conduite d'amenée de fluide de refroidissement (8), la paroi de la chambre annulaire (3) ayant une ouverture (9) pour l'évacuation du fluide de refroidissement distribué par l'anneau distributeur (5) dans la chambre annulaire (3).

2. Poche de coulée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de refroidissement annulaire (3) est formée dans la brique de fond de poche (2).

3. Poche de coulée selon la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre de refroidissement annulaire (3) est garnie intérieurement d'un caisson métallique interne (4).

4. Poche de coulée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de refroidissement annulaire (3) estformée par un caisson externe (4) entourant une partie au moins de la brique de fond (2).

5. Poche de coulée selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi intérieure du caisson externe (4) présente des orifices espacés (12) répartis sur le périmètre de la paroi précitée pour laisser passer une partie du fluide de refroidissement vers la partie supérieure de la plaque fixe (20) du système de coulée.

6. Poche de coulée selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un canal annulaire (13) s'étendant pratiquement coaxialement au trou de coulée pour laisser circuler le fluide de refroidissement passant par lesdits orifices (12) et former une gaine de refroidissement à la partie supérieure de la plaque fixe (20) du système de coulée.

7. Brique de fond pour une poche de coulée d'un métal en fusion, présentant un canal de coulée axial (1), caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de refroidissement annulaire (3) formée sur son pourtour et s'étendant sur au moins une partie de sa longueur, un anneau creux (5) étant disposé dans la chambre annulaire (3) en sorte de s'étendre pratiquement coaxialement au canal de coulée (1 ), la paroi de cet anneau (5) étant percée de trous (6) répartis le long de l'anneau, ledit anneau creux (5) étant connecté à un conduit (7) traversant la paroi extérieure de la chambre annulaire (3) afin de mettre le volume intérieur de l'anneau (5) en communication avec une conduite d'amenée de fluide de refroidissement (8), la paroi de la chambre annulaire (3) ayant une ouverture (9) pour l'évacuation du fluide de refroidissement distribué par l'anneau distributeur (5) dans la chambre annulaire (3).

8. Brique selon la revendication 7, dans laquelle la chambre annulaire (3) est garnie intérieurement d'une paroi métallique (4).

Ansprüche

1. Giesspfanne für flüssiges Metall, mit einem einen Giesskanal (1) aufweisenden Pfannen-Bodenstein, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine ringförmige, sich auf wenigstens einem Teil der Länge des Pfannen-Bodensteins (2) um den Umfang des Steins (2) herumerstreckende Kühlkammer (3) und einen hohlen Ring (5) besitzt, der in der Kühlkammer (3) derart angeordnet ist, dass er sich koaxial mit dem Giesskanal (1 ) erstreckt, wobei die Wand dieses Ringes (5) von längs des Ringes verteilten Löchern (6) durchsetzt ist und der Innenraum des Ringes (5) mit einer Leitung (8) zur Zufuhr von Kühlfluid in Verbindung steht, und wobei die ringförmige Kammer (3) eine Öffnung (9) für die Abfuhr des von dem Verteilerring (5) in die ringförmige Kammer (3) zugeführten Kühlfluids besitzt.

2. Giesspfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Kühlkammer

(3) in dem Pfannen-Bodenstein (2) ausgebildet ist.

3. Giesspfanne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Kühlkammer

(3) innen mit einem inneren Metallkasten (4) ausgekleidet ist.

4. Giesspfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Kühlkammer (3) von einem wenigstens einen Teil des Bodensteins (2) umgebenden äusseren Kasten (4) gebildet ist.

5. Giesspfanne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des äusseren Kastens (4) voneinander beabstandete und um den Umfang der vorgenannten Wand verteilte Öffnungen (12) aufweist, um einen Teil des Kühlfluids zum oberen Teil der festen Platte (20) des Geisssystems hindurchtreten zu lassen.

6. Giesspfanne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen sich praktisch koaxial mit dem Giessloch erstreckenden Ringkanal (13) besitzt, um das durch die genannten Öffnungen (12) hindurchtretende Kühlfluid zirkulieren zu lassen und am oberen Teil der festen Platte (20) des Giesssystems einen Kühlmantel zu bilden.

7. BodensteinfüreineGiesspfannefürflüssiges Metall, welcher einen axialen Giesskanal (1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er eine am seinem Umfang ausgebildete ringförmige Kühlkammer (3) aufweist, die sich über wenigstens einen Teil seiner Länge erstreckt, wobei in der ringförmigen Kammer (3) ein hohler Ring (5) derart angeordnet ist, dass er sich praktisch koaxial mit dem Giesskanal (1) erstreckt, wobei die Wand dieses Ringes (5) von längs des Ringes verteilten Löchern (6) durchsetzt ist und der hohle Ring an eine die Aussenwand der ringförmigen Kammer (3) durchsetzende Leitung (7) angeschlossen ist, um den Innenraum des Ringes (5) mit einer Leitung (8) zur Zufuhr von Kühlfluid zu verbinden, und wobei die Wand der ringförmigen Kammer (3) eine Öffnung (9) zur Abfuhr des von dem Verteilerring (5) in die ringförmige Kammer (3) zugeführten Kühlfuids besitzt.

8. Stein nach Anspruch 7, bei welchem die ringförmige Kammer (3) innen mit einer Metallwand (4) ausgekleidet ist.

Claims

1. A teeming ladle for molten metal, having a bottom nozzle (2) formed with a runner (1), characterized by comprising a ring-shaped cooling chamber (3) extending on the contour of the nozzle (2) on at least a portion of the nozzle length; and a hollow ring (5) so disposed in the ring-shaped chamber (3) as to extend coaxially to the runner (1), the wall of said ring (5) being. drilled with holes (6) distributed along the ring, the inner volume of the ring (5) communicating with a cooling fluid supply line (8), the wall of the ring-shaped chamber (3) being formed with an opening (9) for removal of the cooling fluid distributed by the distributor ring (5) in the ring-shaped chamber (3).

2. A ladle according to Claim 1, wherein the ring-shaped cooling chamber (3) is contrived in the bottom nozzle (2).

3. A ladle according to Claim 2, wherein the ring-shaped cooling chamber (3) has internally an inner metal casing (4).

4. A ladle according to Claim 1, wherein the ring-shaped cooling chamber (3) is bounded by an outer casing (4) which extends around at least a portion of the bottom nozzle (2).

5. A ladle according to Claim 4, wherein the inner wall of the outer casing (4) is formed with holes (12) in spaced-apart relationship on the wall perimeter for the passage of some of the cooling fluid towards the top of the stationary plate (20) of the teeming system.

6. A ladle according to Claim 5, comprising an annular channel (13) extending substantially coaxially to the runner to facilitate the flow of the cooling fluid which passes through said holes (12) and to form a cooling sheath at the top of the stationary plate (20) of the teeming system.

7. A teeming ladle for teeming a molten metal, having an axial runner (1), characterized by comprising a ring-shaped cooling chamber (3) formed on its periphery and extending over at least a portion of its length, a hollow ring (5) being so disposed in the ring-shaped chamber (3) as to extend substantially coaxially to the runner (1),thewall of said ring (5) being drilled with holes (6) distributed along the ring, said hollow ring (5) being connected to a duct (7) extending through the outer wall of the ring-shaped chamber (3) in order to provide a communication between the inner volume of the ring (5) and a cooling fluid supply line (8), the wall of the ring-shaped chamber (3) being formed with an opening (9) for removal of the cooling fluid distributed by the distributor ring (5) in the ring-shaped chamber (3).

8. A nozzle according to Claim 7, wherein the ring-shaped chamber (3) has internally a metal wall (4).

Dessins