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Refractaire
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Etre
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6 s
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Organism
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2516821A1
Family ID 8056703
Probable Assignee Air Liquide
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN JET DE METAL FONDU
EN Title PROTECTION OF JET OF MOLTEN METAL - BY SHEATH OF INERT GAS
RISING AROUND IT
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE LA PROTECTION D'UN JET DE METAL FONDU S'ECOULANT
VERTICALEMENT ENTRE UN RESERVOIR SUPERIEUR ET UN RECEPTACLE INFERIEUR,
AU MOYEN D'UN GAZ INERTE.
UN DISPOSITIF SELON L'INVENTION COMPORTE UN RESERVOIR SUPERIEUR1 ET UN
RECEPTACLE INFERIEUR2 MUNI DE MOYENS D'INSUFFLATION DE GAZ6 TRAVERSANT
SA PAROI OU INCORPORES A CELLE-CI ET RELIES A UNE SOURCE DE GAZ INERTE
SOUS PRESSION8.
L'INVENTION S'APPLIQUE A LA PROTECTION DES JETS DE COULEE DE HAUTEUR
IMPORTANTE, EN PARTICULIER ENTRE LA POCHE ET LE REPARTITEUR D'UNE
MACHINE DE COULEE CONTINUE.
Jet of molten metal dropping vertically between an upper reservoir and
a lower receiver is protected by a rising sheath of inert gas. The gas
completely surrounds the jet, and covers its entire length. Gas is
injected beneath the surface of the molten metal around the point of
impact of the jet, through the refractory lining of the receiver, e.g.
by means of metal tubes, porous inserts, or ducts formed in the
lining. A containment hood, with refractory baffles immersed in the
metal, surrounds the point of impact of the jet. The whole height of a
long jet of molten metal as between a ladle of metal, and the
distribution system of a continuous casting installation. The stirring
effect of the injected gas helps remove unwanted particles, but the
turbulent area is restricted by the hood, so that it does not affect
any covering flux layer. Expansion of the injected gas, reduces the
quantity required for an adequate inert sheath.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne la protection d'un jet de metal fondu s'ecoulant
verticalement entre un reservoir superieur et un receptacle inferieur
au moyen d'un gaz inerte. t' invention interesse ainsi tous les jets
de coulee de metals, notamment: - entre poche et repartiteur - entre
poche et lingotiere - entre poche et poche - entre convertisseur (ou
four) et poche.
Il est deja c-ernu par le brevet U.S. 3.908.734 de proteger un et de
coulee de metal fondu au moyen d'un element tubulaire entourant le jet
et alimente en gaz protecteur. Ce mode de protection a l'inconvenient
d'empecher pratiquement toute intervention sur le Jet. il est connu
e5galement, par le brevet Pr. 2.408.413, d'insuf- fler an gaz inerte a
la partie superieure du jet de metal au moyen un organe annu9-ai"c
situe au voisinage de la tuyere de sortie du reservoir superieur. t'
'experience a montre que ce mode de protection nlest pas applicable
aux jets de grande longueur tels que ceux existant par exemple entre
poche et repartiteur de coulee continue. il est connu enfin, par
exemple par le brevet P, 2.405.852 d'assurrer la protection de jets de
coulee de metals au moyen d'un gaz inerte liquefie delivre autour du
jet par un dispositif gene raclement torique dispose sous le
reservoir. Si ce systeme presente des avantages certain par rapport
aux deux precedents, il peut se faire neanmoins que la creation d'une
atmosphere inerte sur tout le trajet aerien du jet prenne un certain
temps. tes phenomenes parasites (entrainoient d'air, diffusion
d'oxygen...) sont alors susceptibles d'affecter plus facilement
l'efficacite d'un inerte en cours d'etablissement. enfin, la necessite
de prevoir, sous le reservoir superieur, un organe annulaire ou
torique pour delivrer le gaz inerte a l'e tat gazeux ou liquefie peut
constituer une complication constructive.
La presente invention a pour but d'eviter les inconvenients
sus-mentionnes et propose un procede et un dispositif permettant de
travailler sur le jet, d'etablir rapidement, autour dudit jet, une
atmosphere inerte et de simplifier les moyens necessaires a la
creation de cette atmosphere. te procede de protection selon
l'invention consiste a creer, autour du jet et sur la totalite de la
hauteur de ce dernier, une gaine protectrice gazeuse ascendante. ta
formation d'une gaine gazeuse protectrice le long du jet de metal a
contre-courant de celui-ci s'oppose a tout entrainement d'air par
convection ou par aspiration du a l'ecoulement du metal a la sortie
dela poche de coulee.
Selon une autre caracteristique de l'invention, on injecte le gaz dans
le metal liquide autour de la zone d'impact du jet. te gaz de
protection est ainsi porte a haute temperature et est soumis a une
force ascentionnelle qui permet sa circulation a contre-courant du
jet.
Une telle injection da gaz a, en outre, pour effet de renouveler le
metal a la surface du bain et d'eviter ainsi toute solidification
intempestive dudit metal.
Selon encore une autre caracteristique de l'invention, on confine le
gaz precite au-dessus de la surface du metal liquide et autour de la
base du jet.
Ce confinement permet de canaliser le gaz ascendant autour du jet.
L'invention propose egalement, pour la mise en oeuvre du procede
precite, un dispositif de coulee de metal comportant un reservoir
superieur et un receptacle inferieur, ce receptacle inferieur etant
muni de moyens d'insufflation de gaz relies a une souree de gaz inerte
sous pression et debouchant au-dessous de la surface du metal liquide
dans ledit receptacle.
Ces moyens d'injection du gaz ont pour effet de le porter a haute
temperature et de creer au-dessus de la surface du bain une gaine
protectrice gazeuse ascendante.
Selon une autre caracteristique de l'invention, les moyens
d'insufflation precites sont constitues par des tubes metalliques
traversant le garnissage refractaire du receptacle.
D'autres eacteristiques e-t avantages de l'invention apparaitront au
cours de la description qui va suivre. pans les dessins annexes donnes
uniquement a titre d'exemple non limitatif - a figure 1 presente, de
facon schematique et en coupe partielle, un dispositif selon
l'invention - la figure 2 est une coupe partielle perpendiculaire au
plan de la figure 1, la moitie de droite representant les moyens
d1insuf- flation selon le mode de realisation de la figure 1, tandis
que la moitif gauehe represente une premiere variante des dits moyens
d'insufflation; - la figure 3 est une coupe partielle comme la figure
2, mais avec arrachement et montrant une seconde -variante de
realisation des moyens d'insufflation.
Selon le mode de realisation represente sur la figure i et sur la
moitie de droite de la figure 2 des dessins, un reservoir superieur 1,
par exemple une poche de coulee, contient le metal en fusion, lequel
apres avoir traverse un obturateur a plaque la, su ecoule sous forme
d'un jet J et arrive dans un receptacle inferieur L forme d'une
cuirasse externe 3, d'un garnissage intermediaire de sable 4- et d'un
garnissage refractaire interne 5. t'insuf- flaticn du gaz inerte est
realisee au moyen de tubes metalliques 6 traversant le garnissage
refractaire 5 du receptacle 2, au-dessous du niveau du metal liquide
et relies,par des tubulures 79 a un distributeur ou a un collecteur 8
relie lui-meme a une source 9 de gaz inerte sous pression.
Une hotte 10 de confinement en materiau refractaire et -en forme de
tronc de pmazEde est disposee autour du jet J a la base de ce dernier
et permet de confiner ie gaz inerte injecte par les tubes metalliques
d'insufflation6. ta hotte 10 permet egalement de proteger les ouvriers
contre les projections de metal liquide et a enfin pour effet de
delimiter la zone de turbulence, donc d'eviter de perturber la couche
de poudrede couverture generalement utilisee a la surface du bain dans
un repartiteur et deviter son emploi dans cette zone de turbulence.
Des plaquesde barrage 11 en materiau refractaire immergees dans le
repartiteur au droit de la hotte9, sont prevues pour ame- liorer la
proprete inclusionnaire des produits obtenus. te gaz inerte injecte
autour de la zone d'impact du jet J par les tubes metalliques 6
s'echappe en bulles qui viennent crever a la surface du metal et
forment une colonne gazeuse ascendante a haute temperature qui est
canalisee par la hotte 107 de sorte que l'on obtiens, autour du jet de
metal et a contre-courant de celui-ci, une gaine protectrice
s'ecoulant selon les fleches P.
Cette gaine protectrice s'oppose ainsi a tout entrainement d'air par
convection ou par aspiration du a l'ecoulement du metal a sa sortie de
la poche de coulee.
Selon le mode de realisation represente sur la moitie gauche de la
figure 2, l'insufflation de gaz dans le bain liquide est effectuee par
l'intermediaire d'elements poreux ou permeables 12 incorpores au
garnissage 5 et relies au distributeur 8. L'utilisation de ces
elements poreux permet une plus grande souplesse dans le reglage du
debit de gaz injecte et autorise meme l'arret de l'insufflation. De
plus, un tel element poreux permet le fractionnement du gaz en fines
bulles, ce qui correspond aux meilleures conditions pour la
decantation des inclusions.
Selon le mode de realisation represente sur la figure 3,
l'insufflation du gaz inerte est realisee au moyen de conduits 13 et
13a prevus dans le garnissage refractaire 5 et relies au distributeur
8. tes conduits 13 et 13a peuvent etre obtenus par per cage du
garnissage 5 ou lors du moulage de ce dernier.
Il convient de remarquer que l'invention apporte de nombreux
avantages. te brassage du metal qui resulte de l'injection du gaz
ameliore la decantation des inclusions d'une part par piegeage direct
de ces inclusions par les bulles et d'autre part par une meilleure
ccalescence de ces inclusions.
La temperature elevee des gaz resultant de leur traversee du metal a
pour consequence de reduire, pour un meme volume a inerte, la quantite
necessaire dudit gaz.
P.7en entendu, l'invention ngest nullement limitee aux modes de
reaiisation decrits et representes.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDI CTI ONS
1. Procede de protection d'un jet de metal s'ecoulant verticalement
entre un reservoir superieur et un receptacle inferieur au moyen d'un
gaz inerte, caracterise en ce qu'il consiste a creer, autour dudit jet
et sur la totalite de la hauteur de ce dernier, une gaine protectrice
gazeuse ascendante.
2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'on
injecte le gaz dans le metal liquide autour de la zone d'impact du
jet.
3. Procede selon la revendication 2, caracterise en ce que l'on
confine le gaz precite au-dessus de la surface du metal liquide et
autour de la base du jet.
4. Dispositif de coulee de metal en fusion pour la mise en oeuvre du
procede selon les revendications 1 a 3,du type comportant un reservoir
superieur et un receptacle inferieur muni d'un garnissage refractaire
interne, caracterise en ce que le receptacle inferieur precite (2) est
muni de moyens d'insufflation (6, 12, 13) relies a une source de gaz
inerte sous pression (9) et debouchant au-dessous de la surface du
metal liquide dans ledit receptacle.
5. Dispositif selon la revendication 4, caracterise en ce que les
moyens d'insufflation precites sont constitues par des tubes
metalliques (6) traversant le garnissage refractaire (5) precite.
6. Dispositif selon la revendication 4, caracterise entre que les
moyens d'insufflation precites sont constitues par des elements poreux
ou permeables incorpores au garnissage refractaire (5) precite.
7. Dispositif selon la revendication 4, caracterise en ce que les
moyens d'insufflation precites sont constitues par des conduits (13,
13a) prevus dans le garnissage refractaire (5) precite.
8. Dispositif selon la revendication' 4, caracterise en ce qu'il
comporte une hotte ou cylindre de confinement (10) en materiau
refractaire entourant la base du jet (J) precite.
9. Dispositif selon la revendication 8, caracterise en ce qu'il
comporte, en outre, des plaques de barrage (11) en matiere refractaire
immergees dans le bain de metal au droit de la hotte ou cylindre (io)
precite.
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