Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse

Abstract

 Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse, qui comprend entre un récipient de coulée (1) muni d'une busette (3) et une lingo­tière de coulée continue (11), un canal (6) refroidi, dont l'extrémité amont, par rapport au sens d'écoulement du métal, est raccordée à la sortie de la busette (3) et dont l'extrémité aval est pourvue de moyens (8) d'introduction du métal liquide dans la lingotière (11) dans lequel les moyens d'introduction (8) comprennent un conduit dont l'extrémité inférieure se termine par un ajutage dont le diamètre (D₂) de la section de sortie est inférieur au diamètre (D₁) de la busette (3). Le canal (6) peut être constitué par un conduit tubulaire présentant une section intérieure supérieure à la section de sortie de ladite busette, ou par un chenal pourvu d'un garnissage en matériau réfrac­taire et d'une voûte étanche aux gaz équipée, sur au moins une partie de sa longueur,de moyens de refroidissement par air.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif pour la coulée d'un mé­tal, en particulier de l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.

[0002] Dans la description qui suit, il sera fait particulièrement référence à l'acier. Il ne s'agit évidemment que d'un exemple destiné à illus­trer l'invention, car celle-ci est également applicable à tout métal liquide répondant aux conditions énoncées dans la présente demande de brevet.

[0003] La coulée continue de l'acier consiste essentiellement à alimenter en acier, en continu, une lingotière de forme appropriée destinée à former un lingot appelé brame, bloom ou billette, selon les dimensions qu'il présente. L'acier commence à se solidifier au contact des parois refroidies de la lingotière, et il est extrait par le bas de celle-ci sous la forme d'un lingot dont la peau est solidifiée sur une certaine épaisseur et dont le coeur encore liquide se solidifie ultérieurement de façon progressive.

[0004] L'acier qui est ainsi coulé en continu provient d'un récipient tel qu'une poche de coulée ou, le plus souvent, un panier répartiteur, qui est muni, à sa partie inférieure, d'un dispositif de coulée généra­lement appelé "busette de coulée". Habituellement, ce dispositif se compose essentiellement d'une brique réfractaire dans laquelle est mé­nagé le trou de coulée et qui est équipée d'un système approprié de réglage ou d'interruption du jet de coulée.

[0005] La coulée continue décrite ci-dessus est connue et mise en oeuvre de­puis longtemps.

[0006] On connaît également les défauts spécifiques auxquels elle peut donner lieu, tels que divers types de ségrégation, qui sont fortement in­fluencés par la température de coulée de l'acier.

[0007] Habituellement, la température de l'acier dans la poche de coulée ou dans le panier répartiteur est assez nettement supérieure à sa tem­pérature de début de solidification, c'est-à-dire à sa température de liquidus. Cette différence de température, appelée surchauffe, est généralement de l'ordre de 20°C à 40°C, et fréquemment voisine de 35° C.

[0008] Cette surchauffe de l'acier en poche ou en panier répartiteur est sou­mise à deux conditions contradictoires qui sont également bien connues des spécialistes. D'une part, il est souhaitable d'opérer avec une surchauffe aussi faible que possible, pour diminuer les risques d'hétérogénéités liées aux ségrégations lors de la solidification. D'autre part, une diminution trop importante de la surchauffe entraîne une augmentation de la quantité d'acier perdu sous la forme de fond de poche ou de panier répartiteur, ainsi qu'une diminution de la vitesse de décantation des inclusions.

[0009] On connaît par ailleurs les avantages que présente la coulée de l'a­cier en phase pâteuse. Cette technique permet d'obtenir des structures fines et homogènes qui réduisent nettement les ségrégations, et en particulier la ségrégation axiale dans les produits coulés. Elle per­met également d'augmenter la vitesse de coulée en réduisant les ris­ques de percées.

[0010] Par l'expression "coulée en phase pâteuse", il faut comprendre, au sens de la présente invention, que l'acier contenu dans la poche ou le panier de coulée se trouve à sa température usuelle de surchauffe, et qu'il est refroidi pendant son passage de cette poche ou de ce panier de coulée à la lingotière. Ce refroidissement est tel qu'à son entrée dans la lingotière, l'acier se trouve à une température comprise dans son intervalle de solidification, c'est-à-dire entre ses températures de liquidus et de solidus. Il en résulte que l'acier contient à ce mo­ ment une certaine fraction solide constituée de particules solidifiées entraînées par le reste de l'acier, qui est liquide, et que l'acier se trouve alors globalement en phase pâteuse. Cette technique de coulée est décrite notamment dans la demande EP-A-0089196.

[0011] L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif par­ticulier permettant de créer des conditions qui conduisent à l'ap­parition d'une phase pâteuse dans le métal, en particulier dans l'a­cier, au cours de son trajet entre la poche ou le panier de coulée d'une part et la lingotière de coulée continue d'autre part.

[0012] Le dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse, qui fait l'objet de la présente invention, qui comprend entre un récipient de coulée muni d'une busette et une lingotière de coulée continue, un ca­nal refroidi dont l'extrémité amont, par rapport au sens d'écoulement du métal, est raccordée à la sortie de ladite busette et dont l'ex­trémité aval est pourvue de moyens d'introduction du métal liquide dans ladite lingotière, est essentiellement caractérisé en ce que les­dits moyens d'introduction comprennent un conduit dont l'extrémité in­férieure se termine par un ajutage dont le diamètre de la section de sortie est inférieur au diamètre de la busette. Cette disposition permet de créer, à la sortie de cet ajutage, une perte de charge qui entraîne le remplissage du conduit vertical par de l'acier liquide.

[0013] Corrélativement, ce conduit vertical présente une longueur suffisante pour constituer une colonne d'acier liquide appliquant à la sortie de l'ajutage une pression ferrostatique capable d'assurer à l'ajutage un débit égal au débit de la busette.

[0014] En outre, les caractéristiques géométriques desdits moyens d'intro­duction de l'acier liquide dans la lingotière sont telles que l'acier liquide ne remplit pas entièrement l'espace intérieur dudit canal.

[0015] De façon connue en soi, ledit canal est incliné par rapport à l'hori­zontale d'un angle compris entre 5° et 80° , sa section de sortie étant située à un niveau inférieur à celui de sa section d'entrée.

[0016] Cet angle d'inclinaison doit être d'au moins 5° , afin d'éviter que l'acier liquide se fige dans le canal; il ne dépasse cependant pas 80°, de façon à permettre le refroidissement désiré de l'acier.

[0017] Au sens de la présente demande, il faut comprendre que le canal in­cliné sur l'horizontale est de préférence rectiligne et que la lingo­tière est horizontalement écartée de la busette d'une distance correspondant à la longueur de ce canal. Il ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention de donner à ce canal toute autre configuration, par exemple une forme annulaire, permettant de rap­procher la lingotière de la busette et éventuellement de ramener la lingotière sous la busette, en alignement suivant un axe vertical commun. Une telle configuration présenterait l'avantage supplémentaire de réduire l'encombrement transversal du dispositif.

[0018] Egalement selon l'invention, le dispositif de coulée comprend des moyens pour introduire un gaz de protection à l'intérieur dudit canal.

[0019] En particulier, ces moyens consistent en au moins une ouverture pra­tiquée au voisinage de l'extrémité aval dudit canal; cette ouverture est raccordée, par des moyens connus en soi, à une source de gaz de protection tel que l'argon.

[0020] Le gaz de protection introduit par ladite ouverture assure un balayage de la partie de l'espace intérieur du canal qui n'est pas occupée par l'acier liquide. L'acier liquide se trouve ainsi protégé de tout con­tact avec l'air ambiant pendant qu'il parcourt le canal et il ne court dès lors pratiquement aucun risque d'oxydation.

[0021] En outre, le dispositif de l'invention comporte avantageusement des moyens pour faire varier la pression dudit gaz à l'intérieur dudit canal, afin de régler le débit de métal pendant la coulée.

[0022] Selon une première variante de l'invention, ledit canal est constitué par un conduit tubulaire présentant une section intérieure supérieure à la section de sortie de ladite busette. La section intérieure dudit canal est avantageusement au moins double de la section de sortie de la busette. Cette différence de section permet de réduire les risques de colmatage du canal par du métal solidifié.

[0023] Ce conduit tubulaire peut être un tube d'acier énergiquement refroidi à l'eau. Il doit alors être remplacé fréquemment pour éviter les ris­ques d'explosion en cas de percée du tube et de contact entre l'acier liquide et l'eau de refroidissement.Ce conduit tubulaire peut éga­lement être constitué d'un autre matériau, résistant à l'érosion par l'acier liquide, tel qu'un matériau fritté; dans ce cas, le conduit tubulaire est plus coûteux qu'un tube d'acier, mais son remplacement sera moins fréquent.

[0024] Selon une deuxième variante de l'invention, ledit canal présente une section ouverte et il est pourvu intérieurement d'un garnissage en ma­tériau réfractaire.

[0025] Selon une intéressante mise en oeuvre de cette variante, le canal est constitué d'un chenal pourvu d'un garnissage en matériau réfractaire et d'une voûte étanche aux gaz équipée de moyens d'introduction et d'évacuation d'un agent gazeux, tel qu'un gaz protecteur.

[0026] Cette voûte est destinée à empêcher tout contact de l'acier liquide avec l'air ambiant, et à délimiter, au-dessus de l'acier liquide, un espace dans lequel peut circuler un gaz protecteur tel que l'argon.

[0027] Egalement selon l'invention, cette voûte est pourvue extérieurement, sur au moins une partie de sa longueur, de moyens de refroidissement par air, en particulier d'ailettes de refroidissement.

[0028] Ces ailettes et, de façon plus générale, ces moyens de refroidissement par air sont avantageusement entourés d'une enveloppe dans laquelle on fait circuler, en particulier entre les ailettes, un courant d'air à débit réglable permettant de faire varier l'intensité dudit refroidis­sement.

[0029] La section transversale du canal peut présenter une forme quelconque sans sortir du cadre de la présente invention.

[0030] En particulier, il s'est avéré intéressant que le canal soit constitué de deux parois, de préférence planes, se coupant suivant une arête longitudinale.

[0031] Dans cette modalité de l'invention, les parois du canal peuvent avan­tageusement former un angle compris entre 45° et 135° , et de préfé­rence voisin de 90°. Au cas où lesdites parois ne seraient pas planes, cet angle serait celui que formeraient les plans tangents aux parois le long de ladite arête longitudinale.

[0032] Le canal est habituellement disposé de telle façon que son plan bis­secteur soit vertical; il peut toutefois subir une rotation autour d'un axe parallèle à l'arête longitudinale précitée de façon à faire varier la surface d'acier liquide sujette au refroidissement par rayonnement.

[0033] Selon une réalisation particulière de cette variante, ledit canal com­porte une paroi longitudinale supplémentaire, sensiblement verticale, disposée à l'intérieur du canal où elle se raccorde au fond et où elle peut être déplacée transversalement de façon à faire varier la section de passage dudit canal.

[0034] Grâce à cette paroi mobile, il est possible soit de faire varier la surface d'acier liquide sujette au refroidissement par rayonnement soit de couler l'acier avec des débits différents tout en conservant une même hauteur d'acier liquide dans le canal.

[0035] Selon une autre réalisation particulièrement intéressante de cette va­riante, au moins une région du fond dudit canal est constituée d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, ladite région du fond du canal est soumise à un refroidissement intense et au moins une partie de ladite région n'est pas garnie de matériau ré­fractaire.

[0036] Cette région est avantageusement située à proximité de l'extrémité amont dudit canal. Elle est de préférence constituée par une plaque d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en particulier de cuivre, ladite plaque étant pourvue de moyens de re­froidissement à l'eau. l'interruption du garnissage réfractaire dans ladite région laisse normalement celle-ci sans protection. Il peut néanmoins s'avérer avantageux d'y déposer une fine pellicule d'un ma­tériau réfractaire en particulier de ZrO₂, afin d'abaisser la tempé­rature de travail du cuivre en ne réduisant que très faiblement l'ef­ficacité et l'intensité du refroidissement.

[0037] Dans le cadre de cette réalisation particulière, la partie de ladite région qui ne comporte pas de garnissage réfractaire forme une zone s'étendant de préférence sur toute la largeur du fond du canal.

[0038] Il ne sortirait cependant pas du cadre de la présente invention de li­miter l'étendue transversale de cette zone à une fraction de la largeur du fond du canal, ou de fractionner cette zone en une plura­lité de zones partielles réparties selon la largeur du fond du canal et séparées par des passerelles en matériau réfractaire.

[0039] Le dispositif de l'invention peut encore comporter des moyens de ré­glage de l'inclinaison du canal, permettant de tenir compte de fac­teurs tels que la composition et la température du métal à couler pour assurer l'obtention de la phase pâteuse désirée.

[0040] Selon encore une autre variante, le dispositif de coulée conforme à l'invention peut comporter des moyens pour faire tourner ledit canal autour de son axe longitudinal.

[0041] La vitesse de rotation du canal autour de l'axe longitudinal peut évi­demment varier en fonction de divers facteurs tels que la composition ou la température initiale du métal à couler. Dans le cadre de la coulée de l'acier, cette vitesse de rotation est de préférence comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.

[0042] Dans cette variante, le canal est de préférence constitué par un con­duit tubulaire présentant une section suffisamment grande pour ne pas être remplie par le métal liquide qui y circule. Le conduit tubulaire présente de préférence une section circulaire, afin d'assurer un en­traînement latéral aussi homogène que possible du métal au cours du mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation augmente la surface d'échange thermique entre le conduit tubulaire et le métal liquide; il provoque également une agitation du métal liquide, qui augmente le coefficient d'échange de chaleur à l'intérieur du conduit tubulaire.

[0043] L'objet de l'invention sera mieux compris en se référant à la des­cription ci-dessous de réalisations particulières illustrées par les dessins annexés, dans lesquels la

figure 1 représente, en coupe, un dispositif conforme à l'invention comprenant un conduit tubulaire refroidi à l'eau; la

figure 2 montre une vue générale d'un canal à section ouverte, con­forme à une variante de la présente invention; la

figure 3 représente une coupe transversale d'un canal, suivant la fi­gure 2, pourvu d'une voûte de refroidissement par air; la

figure 4 illustre une section d'un canal conforme à la variante de la figure 2; la

figure 5 illustre une autre section d'un canal conforme à la variante de la figure 2; la

figure 6 montre une vue schématique en élévation, en coupe longitu­dinale, d'un canal conforme à la variante de la figure 2, dans lequel une partie du fond est dépourvue de garnissage réfractaire; et la

figure 7 présente divers modes de réalisation de la région refroidie du canal de la figure 6, chaque fois à l'aide d'une vue en plan de cette région et d'une coupe transversale à travers celle-ci, suivant les lignes A-A, B-B et C-C respectivement.

[0044] Dans toutes les figures, les éléments identiques sont désignés par les mêmes repères numériques. les sens de circulation des matières sont indiqués par des flèches. Enfin, les éléments qui ne sont pas es­sentiels pour la compréhension de l'invention n'ont pas été repré­sentés, afin de ne pas surcharger les dessins.

[0045] Dans la figure 1, la poche de coulée 1 contenant l'acier liquide 2 est munie d'une busette 3 qui présente un diamètre D₁. Il s'agit d'une bu­sette de type connu, en matériau réfractaire, qui ne fait pas partie de la présente invention. La busette 3 débouche dans un coude 4 ménagé dans une brique réfractaire 5, la busette s'adaptant hermétiquement à l'entrée de ce coude 4. A la sortie du coude 4, la brique réfractaire 5 est raccordée à l'extrémité amont d'un canal 6, légèrement incliné sur l'horizontale, équipé d'un circuit de refroidissement 7. Le canal 6 peut être réalisé en acier; il doit alors être remplacé après chaque coulée; il peut également être réalisé en un matériau fritté à base de (ZrO₂) et il est alors utilisable pour plusieurs opérations de coulée. Ce canal 6 présente une section intérieure plus grande que celle de la busette 3,afin de réduire les risques de colmatage du canal 6 par de l'acier solidifié. L'agent de refroidissement, par exemple l'eau ou un brouillard d'eau, pénètre dans ce circuit de préférence à l'extrémité aval du canal 6 et en sort à l'extrémité amont. A l'extré­mité aval du canal 6 est adapté un conduit vertical 8, en matériau ré­fractaire, qui se raccorde au canal 6 par l'intermédiaire d'un coude 9. L'extrémité inférieure du conduit 8 comporte un ajutage 10 dont le diamètre intérieur D₂ est inférieur au diamètre D₁ de la busette. Le conduit vertical 8 débouche dans la lingotière de coulée continue 11. Les raccordements du canal 6 d'une part avec la brique réfractaire 5 et d'autre part avec le conduit vertical 8 sont, de façon connue en soi, étanches au gaz et à l'acier liquide. Au voisinage de l'extrémité aval du canal 6, il est prévu une ouverture 12 qui, par des moyens connus en soi et non représentés, met l'espace intérieur du canal 6 en communication avec une source d'argon (non représentée).

[0046] Ce dispositif fonctionne de la façon suivante : l'acier liquide 2 s'é­coule de la poche de coulée 1 à travers la busette 3 puis succes­sivement, à travers la brique réfractaire 5, le canal 6 et le conduit 8 pour parvenir dans la lingotière 11. Pour faciliter l'écoulement de l'acier liquide, le canal 6 présente une légère inclinaison, par exem­ple de l'ordre de 5°. Dans l'exemple illustré, le canal 6 a une lon­gueur L = 800 mm et un diamètre intérieur D = 60 mm, tandis que la bu­sette avait un diamètre D₁ = 15 mm. On détermine le diamètre D₂ qui, associé à une longueur donnée du conduit vertical 8, permettra d'as­surer à l'ajutage un débit d'acier égal au débit de la busette tout en maintenant en permanence dans le canal 6 une couche d'acier ayant une épaisseur d constante, par exemple d = 30 mm. Inversément, si l'on se fixe un diamètre D₂, inférieur à D₁, on déterminera la hauteur H re­quise pour remplir les conditions de débit précitées. On règlera ensuite l'intensité du refroidissement assuré par le circuit 7 pour que l'acier liquide subisse dans ce canal 6 la chute de température désirée à partir de la température, avec surchauffe, qu'il présente à la sortie de la busette 3.

[0047] L'intensité du refroidissement peut être modifiée en faisant varier le débit et/ou la température de l'agent de refroidissement, généralement l'eau, qui parcourt le circuit 7.

[0048] La stabilisation du niveau d'acier dans le conduit tubulaire peut être assurée grâce au réglage de la pression d'argon. On peut ainsi régler l'importance de la surface d'échange thermique, quelles que soient les pertes de charge dans le circuit.

[0049] La figure 2 montre une vue générale d'une installation de coulée con­tinue comprenant un canal à section ouverte. Cette installation se compose d'une poche de coulée 1 équipée d'une busette de coulée 3, d'un dispositif de coulée désigné globalement par 13 et d'une lingo­tière de coulée continue 11. La poche de coulée 1, la busette 3 et la lingotière 11 sont classiques; elles ne font pas partie de l'invention et ne seront pas décrites davantage ici. Le dispositif de coulée 13, montré en coupe suivant la ligne I-I de la figure 3 se compose d'un canal 6, incliné d'un angle d'environ 18° par rapport à l'horizontale, d'une portion incurvée 4 raccordant la busette 3 à l'entrée du canal 6 et d'une busette immergée 14 débouchant dans la lingotière 11. Le canal incliné 6 est pourvu d'une voûte 15, étanche aux gaz, qui s'é­tend sur toute sa longueur. La voûte 15 porte des ailettes de refroi­dissement 16 qui sont à leur tour entourées d'une enveloppe 17. La voûte 15 est dotée d'une entrée et d'une sortie de gaz protecteur, par exemple d'argon, repérées respectivement 18 et 19, et l'enveloppe 17 présente des orifices 20, respectivement 21, d'entrée, respectivement de sortie de l'air de refroidissement. Les orifices 18 et 19, respec­tivement 20 et 21, sont reliés à une source d'argon, respectivement d'air, non représentée. La portion 4 est incurvée de façon à se rac­corder tangentiellement d'une part à la busette 3 et d'autre part au canal 6. Cette portion incurvée 4 se compose d'une carcasse métallique garnie intérieurement de matériau réfractaire. Sa courbure est déter­minée de manière à éviter des rebonds intempestifs de l'acier dans le canal, lorsqu'il sort de la busette, de façon que le garnissage su­bisse une érosion minimum sous l'effet de l'écoulement de l'acier liquide.

[0050] La busette 14 est constituée, de façon connue en soi, d'une portion de tube en matériau réfractaire destiné à plonger dans l'acier liquide présent dans la lingotière 11.

[0051] Dans la figure 3 est représentée une section transversale, suivant la ligne II-II de la figure 2, du dispositif de coulée, montrant la cons­titution du canal 6 et de la voûte 15.

[0052] Le canal 6 se compose d'un chenal métallique en U, comprenant un fond 22 et des parois latérales 22ʹ et garni de matériau réfractaire 23. La voûte 15 est fixée de façon étanche aux gaz au chenal métallique 22; elle porte des ailettes de refroidissement 16 entourées d'une envelop­pe 17 fermée.

[0053] La figure 4 montre une variante du dispositif de l'invention, dans lequel la section transversale du canal 6 est constituée de deux parois 24, 25 se coupant sous un angle d'environ 90°. Ce canal peut subir une rotation autour de son arête longitudinale représentée par le point 0, ce qui entraîne une variation de la largeur et par consé­quent de l'aire de la surface supérieure de l'acier liquide (figure 4, a et b).

[0054] Une autre variante de l'invention est illustrée dans la figure 5. Ici, une paroi longitudinale verticale 26 peut prendre plusieurs positions par déplacement transversal à l'intérieur du canal 6. Cette paroi mobile permet de faire varier, selon les conditions de la coulée, la hauteur h d'acier dans le canal et/ou l'aire de la surface supérieure de l'acier liquide.

[0055] Le mode de fonctionnement de ce dispositif se comprend aisément à partir de la description qui vient d'en être faite.

[0056] A titre d'exemple, on indiquera qu'avec un dispositif particulièrement simple du type représenté dans les figures 2 et 3, on a pu éliminer une surchauffe de 25 C lors de la coulée d'acier sous un débit de 5 kg/s, avec un canal présentant une longueur L = 3 m et une largeur l = 0,075 m.

[0057] Le dispositif de l'invention permet dès lors de couler l'acier avec une surchauffe faible ou nulle sans encourir des pertes de métal inac­ceptables par solidification dans la poche ou dans le panier ré­partiteur.

[0058] La figure 6 illustre schématiquement une variante particulièrement in­téressante du dispositif de l'invention, monté entre une poche de coulée 1 contenant du métal surchauffé et une lingotière de coulée continue 11. Ce dispositif comprend un canal, désigné globalement par le repère numérique 13, qui se compose d'un fond métallique 22 et de parois latérales 22ʹ également métalliques. Le métal utilisé à cet effet est de préférence l'acier. Le fond et les parois du canal sont garnis d'un garnissage réfractaire 23, 23ʹ. Pour ne pas surcharger le dessin, on n'a pas représenté certains éléments déjà décrits, comme la voûte de refroidissement 15 et l'enceinte de protection 18 (voir figure 2).

[0059] Dans le fond 22 du canal est insérée une plaque 27 d'un matériau pré­sentant une conductibilité calorifique élevée, en particulier de cuivre, qui est soumise à un refroidissement intense. Ce refroi­ dissement est de préférence assuré par un circuit de circulation d'eau, symbolisé par les flèches d'entrée 28 et de sortie 29 de l'eau.

[0060] Le garnissage réfractaire 23, 23ʹ est interrompu sur une partie de la surface supérieure de la plaque 27, qui est ainsi exposée directement au contact avec le métal liquide. Comme le montre la figure 7, cette partie découverte de la plaque 27 peut être (a) une zone s'étendant sur toute la largeur du canal, (b) une zone s'étendant sur une frac­tion seulement de la largeur ou (c) une pluralité de zones partielles réparties suivant la largeur du canal et séparées par des passerelles en matériau réfractaire.

[0061] Le mode de fonctionnement de ce dispositif se comprend aisément en se reportant à la figure 6.

[0062] Le métal surchauffé, en particulier l'acier, provenant de la poche de coulée 1, parvient dans la portion amont du canal 13 où il s'écoule sur le garnissage réfractaire 23ʹ sans subir de refroidissement sen­sible. Il arrive alors sur la partie non revêtue de la plaque de cui­vre 27, où il subit un refroidissement intense pendant un temps limité par suite des dimensions relativement faibles de la surface de con­tact. Les essais montrent que, sur une telle surface de contact très localisée, l'acier perd instantanément sa surchauffe, ce qui entraîne l'apparition de particules solidifiées au sein du courant d'acier liquide. Celui-ci emporte les particules solidifiées, qui ne peuvent donc pas se déposer sur la plaque 27. Au cours de son écoulement sur le garnissage réfractaire 23, l'acier continue à être refroidi et de­vient de plus en plus riche en particules solidifiées. Il acquiert ainsi l'état pâteux recherché à l'entrée dans la lingotière 11.

[0063] Ce dispositif particulier permet de remplacer l'écoulement unidirec­tionnel classique de la chaleur, c'est-à-dire l'écoulement suivant l'épaisseur de la plaque de cuivre, par un écoulement bi - ou même tridirectionnel nettement plus efficace.

[0064] Lorsque la totalité de la surface supérieure de la plaque refroidie est mise en contact avec un métal liquide, la chaleur ne peut s'écou­ler que suivant l'épaisseur de la plaque. Par contre, lorsqu'une partie seulement de cette surface est exposée au métal liquide et que le reste de la surface est protégé, notamment par un garnissage ré­fractaire, l'écoulement de la chaleur dans la plaque se fait à la fois suivant l'épaisseur et parallèlement au plan de la surface. Il en ré­sulte une augmentation de la section de passage offerte au flux de chaleur, et par conséquent une amélioration de l'efficacité du re­froidissement.

[0065] Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux réalisations qui viennent d'être décrites et illustrées.

[0066] En particulier, il ne sortirait pas du cadre de la présente invention de choisir les dimensions du dispositif de manière telle que l'on utilise en régime une pression d'argon inférieure à la pression atmo­sphérique, ce qui pourrait permettre un dégazage de l'acier liquide si nécessaire.

[0067] On voit que le dispositif de l'invention offre une plus grande sou­plesse de conduite que les busettes classiques, car il permet une régulation du débit d'acier et une régulation du refroidissement totalement indépendantes.

[0068] En outre, la sécurité du système est accrue de deux façons. D'une part, la quantité d'acier qui risque d'être mise en présence d'eau en cas de défaillance du système est fortement réduite, car une telle défaillance ne peut se produire que dans le canal 6. Par ailleurs, il est possible de supprimer totalement l'emploi d'eau et depasser à un refroidissement par air, en adaptant de façon appropriée la longueur et l'inclinaison du canal.

Revendications

1. Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse, qui comprend entre un récipient de coulée (1) muni d'une busette (3) et une lingotière de coulée continue (11), un canal (6) refroidi, dont l'ex­trémité amont, par rapport au sens d'écoulement du métal, est rac­cordée à la sortie de ladite busette et dont l'extrémité aval est pourvue de moyens (8) d'introduction du métal liquide dans ladite lin­gotière, caractérisé en ce que lesdits moyens d'introduction com­prennent un conduit dont l'extrémité inférieure se termine par un aju­tage dont le diamètre de la section de sortie est inférieur au diamètre de la busette.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit canal est constitué par un conduit tubulaire présentant une section intérieure supérieure à la section de sortie de ladite busette.

3. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, ca­ractérisé en ce que ledit canal est constitué d'un chenal pourvu d'un garnissage en matériau réfractaire et d'une voûte étanche aux gaz équipée, sur au moins une partie de sa longueur, de moyens de refroidissement par air, en particulier d'ailettes de refroidissement.

4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, ca­ractérisé en ce qu'au moins une région du fond dudit canal est cons­tituée d'un matériau présentant une conductibilité calorifique élevée, en ce que ladite région du fond du canal est soumise à un refroi­dissement intense et en ce qu'au moins une partie de ladite région n'est pas garnie de matériau réfractaire.

5. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour l'introduction d'un gaz dans l'espace libre situé au-dessus de la surface du métal dans ledit canal et des moyens pour faire varier la pression dudit gaz à l'intérieur dudit canal afin de régler le débit de métal pendant la coulée.

6. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire tourner ledit canal autour d'un axe parallèle à son axe longitudinal, respectivement autour de son axe longitudinal.

Dessins