Réservoir d'alimentation destiné à retenir un métal fondu et notamment un acier

Abstract

 Réservoir d'alimentation (2) destiné à retenir un métal fondu (3) et notamment un acier, réservoir comprenant un fond réfractaire (5), des parois réfractaires (6), au moins une busette (7) placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au moins une lingotière (4), un tampon réfractaire (8) comportant un fond de tampon (11) et une cloison (12) sensiblement verticale définissant une cavité (9), le tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet (10) de métal fondu en provenance d'une poche (1) déplacée au-dessus dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir en deux espaces, un premier espace (13) comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité (9) du tampon (11), confinant le métal fondu, métal qui se déverse ensuite par débordement au-dessus de la cloison (12), dans le premier espace, caractérisé en ce que le tampon (11) dont la cloison (12) définit le deuxième espace est divisé en deux zones par une barrière (14), une zone (15) recevant le jet (10) de métal, et une zone (16) de remontée du métal, située à l'opposé du premier espace (13) par rapport au jet (10).

Description

[0001] L'invention concerne un réservoir d'alimentation destiné à retenir un métal fondu et notamment un acier, réservoir comprenant un fond réfractaire, des parois réfractaires, au moins une busette placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au moins une ligne de coulée, un tampon réfractaire comportant un fond de tampon et une cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet de métal fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation du contenant dudit réservoir en deux espaces, un premier espace comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal fondu, métal qui se déverse ensuite par débordement au dessus de la cloison, dans le premier espace.

[0002] L'élaboration en aval d'un acier se fait suivant une séquence mettant en jeu une poche de coulée se déversant dans un réservoir d'alimentation appelé distributeur ou répartiteur, le réservoir d'alimentation fournissant en métal liquide au moins une lingotière de coulée.

[0003] Le réservoir d'alimentation constitue le réacteur de transfert entre la poche de coulée et la lingotière de coulée.

[0004] Les fonctions du réservoir d'alimentation ou répartiteur sont :

• de transférer le métal liquide de la poche de coulée vers la lingotière de coulée,
• de répartir le métal liquide sur les différentes lignes de coulée et lingotières,
• d'amener le métal fondu à l'état non turbulent dans la ou les lingotières,
• de réaliser des coulées en séquence,
• d'éliminer dans certaines conditions, les plus grosses inclusions contenues dans le métal liquide par le biais, par exemple, d'habillages, de rampes de bullage.

[0005] L'amélioration du fonctionnement du réservoir d'alimentation est réalisée par l'usage d'habillage comme par exemple, une dalle d'impact ou tampon ménagée au fond du réservoir, en aplomb d'un tube protecteur de jet situé sous la poche de coulée.

[0006] Le tampon a généralement pour fonction première de réduire la turbulence du jet de métal liquide issu de la poche de coulée et entrant dans le réservoir, par la dégradation de l'énergie du jet de métal liquide tombant, verticalement, dans le réservoir.

[0007] Dans certains cas, le tampon peut limiter les courts circuits, c'est à dire les durées au bout desquelles le premier filet fluide de métal sort du réservoir et/ou augmenter les temps de séjour, c'est à dire les durées de présence en réservoir des filets fluides de métal.

[0008] Le but de l'invention est de ménager une zone spécifique de dégradation d'énergie du jet du métal liquide entrant, notamment d'acier et d'assurer, simultanément, une atténuation de la turbulence du jet de métal par dégradation de son énergie.

[0009] L'invention a pour objet un réservoir d'alimentation destiné à retenir un métal fondu et notamment un acier, caractérisé en ce que le tampon dont la cloison définit le deuxième espace est divisé en deux zones par une barrière, une zone recevant le jet de métal, et une zone de remontée du métal, située à l'opposé du premier espace par rapport au jet.

[0010] Les autres caractéristiques de l'invention sont :

• le tampon comporte au moins une partie de cloison s'étendant au-dessus du niveau de débordement,
• la barrière assure le passage du flux de métal de la zone recevant le jet de métal vers la zone de remontée du métal au moyen d'au moins un trou de remontée ménagé sur ladite barrière,
• le trou de remontée ménagé sur la barrière est situé près du fond de tampon,
• le tampon comporte au moins un trou de vidange,
• le tampon est placé au contact d'au moins une paroi du réservoir de manière que la zone de remontée du métal soit située à l'opposé du premier espace comportant au moins une busette, par rapport au jet du métal sortant de la poche.
• le tampon est composé d'une cloison de séparation, d'un fond, et une barrière définissant un profilé en forme de C.
• le tampon est composé d'une cloison de séparation, d'un fond et d'une barrière, en deux pièces distinctes, la cloison de séparation formant un profilé en L avec le fond de tampon.
• le tampon est composé d'une cloison de séparation et d'une barrière, en deux pièces distinctes, la cloison de séparation ayant la forme d'une plaque.

[0011] L'invention concerne également un procédé pour transférer un métal fondu et notamment un acier d'une poche de coulée vers au moins une ligne de coulée dans lequel on déverse le métal fondu dans un réservoir d'alimentation destiné à retenir le métal, réservoir comprenant un fond réfractaire, des parois réfractaires, au moins une busette placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au moins une ligne de coulée, un tampon réfractaire comportant un fond de tampon et une cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet de métal fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir en deux espaces, un premier espace comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal, métal qui se déverse ensuite, par débordement au-dessus de la cloison, dans le premier espace, caractérisé en ce que :

• on déplace, dans le tampon, le jet en provenance de la poche de façon à l'orienter dans une direction opposée au premier espace comportant au moins une busette,
• on dirige le jet de manière à ce qu'il effectue une remontée sensiblement verticale,
• on déplace le métal de façon que la vague générée par la remontée se dirige transversalement, après débordement, vers le jet de la poche en direction du premier espace.

[0012] La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention.

[0013] La figure 1 est un schéma présentant une séquence de l'élaboration avale d'un acier.

[0014] La figure 2 est une représentation, en coupe, d'un exemple de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention, placé dans un réservoir d'alimentation.

[0015] Les figures 3, 4, et 5 sont une représentation, en coupe, d'autres exemples de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention.

[0016] La figure 6 est une représentation, en coupe, d'un autre exemple de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention associé aux parois du réservoir.

[0017] La figure 7 est une représentation en perspective d'un tampon du type de celui de la figure 6.

[0018] La figure 8 est une représentation, en coupe, d'un autre exemple de réalisation d'un tampon réfractaire selon l'invention associé aux parois du réservoir.

[0019] La figure 9 est une représentation en perspective du tampon de la figure 8.

[0020] La figure 10 est une autre représentation en perspective du tampon de la figure 9.

[0021] Dans l'élaboration aval d'un métal notamment d'un acier, comme représenté sur la figure 1, une poche 1 de coulée alimente un réservoir d'alimentation 2, appelé également distributeur ou répartiteur, le réservoir d'alimentation 2 déversant le métal liquide 3 en une ou plusieurs lignes de coulée dans une ou plusieurs lingotières 4 de coulée.

[0022] Le réservoir d'alimentation en métal 2 comprend un fond réfractaire 5, des parois réfractaires 6 destinées à retenir le métal fondu dans le réservoir d'alimentation 2, au moins une busette 7 placée dans le fond réfractaire 5 qui évacue, par écoulement, le métal fondu du réservoir 2. Un tampon réfractaire 8 définissant une cavité 9, est ménagé sur le fond 5 du réservoir 2. Il est destiné à recevoir un jet 10 de métal fondu en provenance de la poche 1 déplacée au-dessus du réservoir 2.

[0023] Dans une première forme de l'invention, dans le domaine de l'élaboration de l'acier, comme représentée sur la figure 2, la cavité 9 du tampon 8, représentée en coupe dans un plan comprenant l'axe longitudinal d'un trou 20, est formée d'un fond de tampon 11 et d'une cloison 12 sensiblement verticale. Le tampon est ménagé sur le fond 5 du réservoir d'une part, pour recevoir un jet 10 d'acier fondu en provenance de la poche 1 déplacée au-dessus dudit réservoir 2 et d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir 2 en deux espaces, un premier espace 13 comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité 9 du tampon 11, confinant l'acier fondu, acier qui se déverse ensuite par débordement au dessus de la cloison 12, dans l'espace 13.

[0024] Le tampon permet, par confinement de l'acier dans la cavité 9, deuxième espace, de briser l'énergie initiale du flux d'acier entrant dans le réservoir et de diriger ensuite l'acier fondu vers la surface, sur toute la largeur du réservoir. Le tampon limite, de ce fait, la turbulence du jet d'acier entrant, par la dégradation de son énergie. Le tampon 8 est une pièce en béton réfractaire, pouvant être monobloc, ménagée sur le fond 5 du réservoir et disposé à l'aplomb de tube de protection du jet 10 de la poche 1 de coulée.

[0025] Selon une caractéristique de l'invention, le tampon 11 dont la cloison 12 définit le deuxième espace est divisé en deux zones par une barrière 14, une zone 15 recevant le jet 10 d'acier, et une zone 16 de remontée du métal, située à l'opposé du premier espace 13 par rapport au jet 10.

[0026] La barrière 14 assure le passage du flux d'acier de la zone 15 vers la zone 16 de remontée dudit acier au moyen d'au moins un trou de remontée 19 traversant la barrière 14.

[0027] Le trou de remontée 19 de la barrière 14 est situé près du fond de tampon 11.

[0028] Le tampon oriente le flux du métal entrant dans un mouvement comme représenté par le flèche A.

[0029] Le tampon comporte, percé dans la cloison 12, au moins un trou 20 de vidange assurant d'une part, un écoulement de l'acier dans le fond 5 de l'espace 13 du réservoir notamment avant le débordement de l'acier remplissant le tampon 8, et d'autre part, une vidange de l'espace 9 du tampon en fin de coulée.

[0030] Comme représenté sur la figure 3, le tampon, représenté en coupe dans le plan contenant l'axe longitudinal du trou 20, comporte au moins une partie 17 de cloison 12 s'étendant au-dessus du niveau 18 de débordement du tampon. La partie 17 de cloison 12 du tampon 11 ménagée dans la zone 16 de remontée de l'acier, qui renvoie l'acier en direction de l'espace 13, peut être inclinée de façon à faciliter la remontée dudit acier comme représenté sur la figure 4.

[0031] Le tampon peut avoir toute forme géométrique en fonction de la forme du réservoir. Il est de préférence, parallélépipèdique.

[0032] Le tampon selon l'invention décrit ci-dessus concerne un tampon monolithique pouvant être posé dans tout type de réservoir, sans limitation de forme. L'acier contenu dans les espaces pouvant exister extérieurement entre les parois 6 du réservoir et les cloisons 12 du tampon peut s'écouler en périphérie dudit tampon.

[0033] Dans une forme préférentielle de l'invention, comme représenté sur la figure 5, le tampon 11 adopte, en partie, la forme d'au moins une paroi 6 du réservoir 2 de manière que la zone 16 de remontée de l'acier soit située à l'opposé du premier espace 13 comportant au moins une busette, par rapport au jet 10 d'acier en sortie de la poche 1.

[0034] En conservant le même principe il est possible d'associer la cloison 12 du tampon avec les parois 6 du réservoir, les parois 6 du réservoir formant en partie la cavité du tampon 11, la zone 15 recevant le jet d'acier et la zone 16 de remontée de l'acier.

[0035] Sous cette forme de l'invention, le tampon présenté sur la figure 6 est composé d'une cloison 21 de séparation, d'un fond 22, et une barrière 23 définissant un profilé en forme de C. La zone 16 est ménagée entre une partie de paroi 6 du réservoir et la barrière 23 du tampon. Le tampon est représenté de manière générale, en perspective, sur la figure 7. Comme représenté sur cette figure, le tampon peut comporter sur la cloison 21 une bordure 24 s'étendant horizontalement vers la zone 15.

[0036] La bordure 24 peut se terminer par un bord tombé 25 refermant sur lui même le flux d'acier de l'espace 15.

[0037] Dans une autre forme de l'invention représentée sur les figures 8 et 9, le tampon est composé d'une cloison 26 de séparation d'une barrière 27 et d'un fond 28, en deux pièces distinctes, la cloison 26 de séparation formant un profilé en L avec un fond 28 de tampon.

[0038] Le fond 22 et ou 28 constitue une réserve relativement importante de réfractaire, réserve qui pallie l'usure consécutive à l'impact violent du jet d'acier fondu entrant, en particulier lors de l'ouverture de la poche 1.

[0039] Lorsque le fond 5 du réservoir peut supporter l'impact du jet d'acier issu de la poche, le tampon est composé essentiellement d'une cloison 26 de séparation et d'une barrière 27, le fond 22, 28 pouvant être supprimé.

[0040] D'une autre manière, comme représenté sur la figure 10, le fond 11, 22, 28 comporte, dans la zone recevant le jet de métal, une masse d'usure 29 comprenant au moins un pan incliné. Le pan incliné a pour fonction d'orienter le jet de métal en direction de la barrière 14 et du trou de remontée 19 traversant la barrière 14. Le pan incliné peut avoir une face de forme particulière telle que plane, concave ou convexe.

[0041] Le réservoir proposé muni du tampon selon l'invention optimise la réduction de la turbulence de l'acier liquide dans la zone d'impact du réservoir grâce à la création de zones de fortes dégradations d'énergie. Il permet d'orienter le flux de métal entrant vers la surface et dans la direction opposée aux busettes d'alimentation des lignes de coulées. Il optimise également les temps de court circuit et les temps de séjour, ce qui améliore l'état de propreté de l'acier élaboré.

[0042] Le tampon peut être situé dans une partie extrême d'un réservoir, lorsque le réservoir a la forme générale d'un parallélépipède allongé. Lorsque le réservoir a la forme générale dite en T, les busettes sont alignées dans le premier espace qui est la barre du T. Le tampon est alors placé dans la partie perpendiculaire à la barre du T, le jet d'acier fondu en provenance de la poche étant orienté dans la direction opposée au premier espace, et après sa remontée, déplacé de façon que la vague formée s'oriente vers le jet de la poche ou coupe transversalement le jet de la poche en direction du premier espace, selon le procédé de l'invention.

Revendications

1. Réservoir d'alimentation destiné à retenir un métal fondu et notamment un acier, réservoir comprenant un fond réfractaire, des parois réfractaires, au moins une busette placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au mois une lingotière, un tampon réfractaire comportant un fond de tampon et une cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet de métal fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir en deux espaces, un premier espace comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal fondu, métal qui se déverse ensuite par débordement au-dessus de la cloison, dans le premier espace, caractérisé en ce que le tampon dont la cloison définit le deuxième espace est divisé en deux zones par une barrière, une zone recevant le jet de métal, et une zone de remontée du métal, située à l'opposé du premier espace par rapport au jet.

2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tampon comporte au moins une partie de cloison s'étendant au-dessus du niveau de débordement.

3. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrière assure le passage du flux de métal de la zone recevant le jet de métal vers la zone de remonté du métal au moyen d'au moins un trou de remontée ménagé sur ladite barrière.

4. Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le trou de remontée ménagé sur la barrière est situé près du fond de tampon.

5. Réservoir selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tampon comporte au moins un trou de vidange.

6. Réservoir selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tampon est placé au contact d'au moins une paroi du réservoir de manière que la zone de remontée du métal soit située à l'opposé du premier espace comportant au moins une busette, par rapport au jet du métal sortant de la poche.

7. Réservoir selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tampon est composé d'une cloison de séparation, d'un fond, et une barrière définissant un profilé en forme de C.

8. Réservoir selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tampon est composé d'une cloison de séparation et d'une barrière, en deux pièces distinctes, la cloison de séparation formant un profilé en L avec le fond de tampon.

9. Procédé pour transférer un métal fondu et notamment un acier d'une poche de coulée vers au moins une ligne de coulée dans lequel, on déverse le métal fondu dans un réservoir d'alimentation destiné à retenir le métal, réservoir comprenant un fond réfractaire, des parois réfractaires, au moins une busette placée dans le fond réfractaire pour alimenter en métal fondu au moins une ligne de coulée, un tampon réfractaire comportant un fond de tampon et une cloison sensiblement verticale définissant une cavité, le tampon étant ménagé sur le fond du réservoir d'une part, pour recevoir un jet de métal fondu en provenance d'une poche déplacée au-dessus dudit réservoir et d'autre part, pour assurer une séparation dudit réservoir en deux espaces, un premier espace comportant au moins une busette, et un deuxième espace, cavité du tampon, confinant le métal, métal qui se déverse ensuite par débordement au dessus de la cloison, dans le premier espace, caractérisé en ce que :

- on déplace le jet en provenance de la poche dans le tampon de façon à l'orienter dans une direction opposée au premier espace comportant au moins une busette,

- on dirige le jet de manière à ce qu'il effectue une remontée sensiblement verticale,

- on déplace le métal de façon que la vague générée par la remontée se dirige transversalement vers le jet de la poche en direction du premier espace.

Dessins